一种全息照相实验装置及其实验方法与流程

1.本发明涉及教学器材技术领域，特别是涉及一种全息照相实验装置及其实验方法。


背景技术：

2.全息照相实验是非常重要的一项大学物理实验。
3.由于实验条件所限，传统的实验步骤一般为，首先将独立的光学元件及待拍摄物体进行位置调整以满足全息照相实验需求，然后关闭灯光，在暗黑条件下进行曝光拍摄，最后由实验老师收集拍摄的干板后统一显色处理得到全息相片。但是传统的实验步骤存在以下不足：
4.1.实验过程智能在暗室中操作，场地局限性较大。且实验过程中，学生手机意外开启会产生光源，人为干扰因素较多，全息照片成功率较低；
5.2.多组学生同时拍摄时，相互干扰严重，为避免干扰，实验老师有时仅做一组实验，不能满足学生充分参与；
6.3.由于由实验老师统一进行显色处理，不能锻炼学生的显色处理能力，且不能在实验结束后及时获得全息照片。
7.中国发明专利(公告号：cn 209373892u)公开了一种全息照相实验演示仪，包括箱体和安装在箱体内部的光路组件，氦氖激光器发射的激光通过箱体上的激光进光孔入射，然后在箱体内的光路组件上完成全息照相过程。该演示仪为全息照相实验提供了封闭空间，降低了全息照相过程中的人为干扰，提高了实验的成功率。
8.但是，由于激光进光孔的存在，箱体整体仍然无法形成完全暗黑环境，对曝光有一定影响，而且所得到的干板仍然需要在暗室中显色，也无法锻炼学生的显色处理能力。此外，由于箱体体积较小，内部光路组件位置固定，无法锻炼学生的光路设置能力，实验可创新性差。


技术实现要素：

9.本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种全息照相实验装置，在密闭箱体内安装有全息摄影组件进行全息照相，然后通过两个安装有操作袖套的操作孔将拍摄好的干板在箱体内的显影液盒、清水盒和定影液盒内进行显色处理。可实现多组同时在教室内实验而互不干扰，且可以及时进行显色处理获得全息相片。
10.本发明的另一个目的，是提供上述全息照相实验装置的实验方法。
11.为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
12.一种全息照相实验装置，包括箱体和安装在所述箱体内部的全息摄影组件；
13.所述箱体上安装有可开启的盖板，所述盖板或箱体上开设有两个操作孔，每一所述操作孔上密封安装有操作袖套；
14.所述箱体内部安装有显影液盒、清水盒和定影液盒。
15.在上述技术方案中，所述箱体的顶面与前侧面上形成有开口，所述盖板包括垂直设置的顶板和前侧板,所述盖板盖合时，将所述开口密封，所述前侧板上设置有用于开启所述盖板的提手。
16.在上述技术方案中，所述箱体的顶面与所述顶板左右两侧边的连接处分别设置有密封托板。
17.在上述技术方案中，所述箱体的前侧面与所述前侧板的下边缘的连接处设置有密封吸板，所述前侧板的下边缘内侧设置有磁扣，所述磁扣与所述密封吸板磁力贴附。
18.在上述技术方案中，所述显影液盒、清水盒和定影液盒并排固定在所述箱体的后侧面内壁上。
19.在上述技术方案中，所述箱体内部还安装有用于存储干板的干板盒，所述干板盒与显影液盒、清水盒和定影液盒平行设置在所述箱体内部后侧壁上，或者位于激光发射器的正上方以便于区分识别。
20.在上述技术方案中，所述全息摄影组件包括干板支架、物体支架、镜架、激光光纤支架和激光发射器。
21.在上述技术方案中，所述箱体内部安装有螺孔板，所述干板支架、物体支架、镜架和激光光纤支架分别通过螺栓固定连接在所述螺孔板上。
22.在上述技术方案中，所述螺孔板与所述箱体的底面之间设置有减震器。
23.本发明的另一方面，上述全息照相实验装置的实验方法，包括以下步骤：
24.步骤1：将显影液、清水和定影液分别注入显影液盒、清水盒和定影液盒内；
25.步骤2：打开盖板，将全息摄影组件按照光路要求进行组装，并将待拍摄物体、光镜和光纤放置在目标位置上；
26.步骤3：关闭所述盖板形成暗黑环境，通过操作袖套进入箱体内部操作，将干板从避光纸袋中取出，放置在目标支架上；当进行离轴透射全息实验实验时，干板放置于所述干板支架上，当进行同轴反射全息实验时，干板放置于或物体支架上；
27.若全息照相实验装置内设置有干板盒，则提前将包装在避光纸袋内的干板放置在干板盒内，若全息照相实验装置内没有设置干板盒，则手持包装在避光纸袋内的干板通过操作袖套进入箱体内部操作，从避光纸袋中取出后放置在目标支架上；
28.步骤4：开激光器曝光约3至5秒，关闭激光器；
29.步骤5：通过操作袖套进入箱体内部操作，将全息照相后的干板在显影液盒、清水盒和定影液盒中进行显色处理，得到全息相片；
30.步骤6：用参考光照射所得全息相片，可得到全息影像，所述参考光为激光、手电筒白光或太阳光。
31.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
32.1.本发明提供的全息照相实验装置，全息摄影组件在密闭暗黑的箱体内部进行全息照相，而无需在暗室进行，此外可实现多组同时进行实验而互不干扰，便于教学。
33.2.本发明提供的全息照相实验装置，箱体大小合适，为全息摄影组件预留了可操作空间，实验者可以根据实验要求进行光路设置，以加深实验者对全息摄影光路的理解。或者实验者可以根据实验要求进行光路调整，进行实验创新。
34.3.本发明提供的全息照相实验装置的实验方法，由于箱体内部安装有显影液盒、
清水盒和定影液盒，可在拍摄完成后，通过两个安装有操作袖套的操作孔将拍摄好的干板在箱体内进行显色处理，整个过程无需将干板取出暗黑环境，提高了成功率。同时锻炼了学生显色处理能力，及时获得全息相片。
附图说明
35.图1所示为全息照相实验装置的结构示意图；
36.图2所示为全息照相实验装置的开盖结构示意图；
37.图3所示为全息照相实验装置的内部结构示意图。
38.图中：1-箱体，2-操作孔，3-操作袖套，4-显影液盒，5-清水盒，6-定影液盒，8-盖板，9-提手，10-密封托板，11-密封吸板，12-磁扣，13-干板盒，14-识别件，15-螺孔板，16-减震器，17-干板支架，18-物体支架，19-镜架，20-激光光纤支架，21-激光发射器,22-密封缩口。
具体实施方式
39.以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
40.实施例1
41.一种全息照相实验装置，如图1所示，包括大小为80cm*35cm*35cm的长方体的箱体1和安装在所述箱体1内部的全息摄影组件；
42.所述箱体1上安装有可开启的盖板8，所述盖板8包括垂直设置的顶板8-1和前侧板8-2，所述前侧板8-2上开设有两个操作孔2，每一所述操作孔2上密封安装有操作袖套3；
43.所述操作袖套3端部设置有密封缩口22(紧口皮筋)，保证其在不使用时，不会透光。
44.所述箱体1内部安装有显影液盒4、清水盒5和定影液盒6。
45.实验课前，将显影液、清水和定影液分别注入显影液盒4、清水盒5和定影液盒6。拍摄前打开盖板8，将全息摄影组件进行组装。然后关闭盖板8形成暗黑环境，通过操作袖套3手持包装在避光纸袋内的干板进入箱体内部操作，将干板上从避光纸袋中取出，放置在干板支架17上；开激光器曝光约3至5秒，关闭激光器；拍摄完成后通过操作孔2上的操作袖套3伸入箱体1内部，将拍摄后的干板在显影液盒4、清水盒5和定影液盒6上进行显色处理。由于操作袖套3与操作孔2密封，不会有外界光进入，保证了整体暗黑环境。
46.本实施例中，箱体大小合适，为全息摄影组件预留了可操作空间，实验者可以根据实验要求进行光路设置，以加深实验者对全息摄影光路的理解。或者实验者可以根据实验要求进行光路调整，进行实验创新。
47.实施例2
48.本实施例是在实施例1的基础上介绍其全息摄影组件。
49.所述全息摄影组件包括干板支架17、物体支架18、镜架19、激光光纤支架20和激光发射器21，所述干板支架17、物体支架18和镜架19上分别设置有干板、待拍摄物体和光镜；所述箱体1内部安装有螺孔板15，所述干板支架17、物体支架18、镜架19和激光光纤支架20分别通过螺栓固定连接在所述螺孔板15上。所述干板支架17、物体支架18、镜架19、激光光
纤支架20的底端均设置有螺栓，可直接插入螺孔板15上的螺孔进行固定，方便安装。
50.本实施例中，使用激光发射器21输出激光光纤，相比于氦氖激光器输出的氦氖激光，不需要扩束，方便灵活。虽然相干长度略小于氦氖激光器，但是对实验结果影响很小，不影响实验的正常进行。
51.所述螺孔板15上包含全息摄影组件的最佳位置螺孔，实验者只需找到最佳位置螺孔并将全息摄影组件中的各部件安装在适当的最佳位置螺孔上，即可设置精确的实验光路，实验成功率较高。
52.激光发射器21安装在箱体1内部，面板朝外，光纤朝内，可在箱体1外控制曝光。
53.离轴透射全息实验：将干板放置在所述干板支架17上，待拍摄物体放置在物体支架18上，光镜(平面镜)放置在镜架19上，光纤放置在激光光纤支架20上，曝光显色处理后所得全息相片，在激光照射下可得到全息影像。
54.同轴反射全息实验：将干板和待拍摄物体放置在物体支架18上，光纤放置在激光光纤支架20上，曝光显色处理后所得全息相片，在白光手电筒或太阳光的照射下可得到全息影像。
55.作为优选，所述螺孔板15与所述箱体1的底面之间设置有减震器16，减少实验过程中的震动，提高全息照相的成功率。
56.实施例3
57.本实施例是基于实施例1和实施例2介绍其优选结构。
58.作为优选，所述前侧板8-2上设置有用于开启所述盖板8的提手9，便于开启盖板8。
59.作为优选，所述箱体1的顶面与所述顶板8-1左右两侧边的连接处分别设置有密封托板10，一方面对盖板8进行限位，另一方面将箱体1的顶面与所述顶板8-1左右两侧边的连接处进行密封，防止空隙透光。
60.作为优选，所述箱体1的前侧面与所述前侧板8-2的下边缘的连接处设置有密封吸板11，所述前侧板8-2的下边缘内侧设置有磁扣12，所述磁扣12与所述密封吸板11磁力贴附。
61.作为优选，所述箱体1内部还安装有用于存储干板的干板盒13，可在课前将包装在避光纸袋内的干板放置在干板盒13内，方便存取。
62.作为优选，所述显影液盒4、清水盒5和定影液盒6内分别装有显影液、清水盒定影液，并排固定在所述箱体1的后侧面内壁上，所述显影液盒4、清水盒5和定影液盒6底部分别设置有不同形状的识别件14，可通过触摸识别件14的形状判断防止盲操作失误。
63.作为优选，所述箱体1内还安装有恒温器。由于干板生产厂家工艺发生变化，为满足全息照相条件，尤其是对于南方夏季温度较高，冬季实验室无暖气的地区，可选配恒温器。
64.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。