Petite Cactus 3D כרטיסי תודה הולוגרפיים מערכת הקלטה מקורית והכנה

Petite Cactus 3D תודה כרטיסים הולוגרפיים מערכת הקלטה מקורית והכנה

 

המערכת הניסיונית המשמשת להקלטה הולוגרפית מקורית כוללת בדרך כלל טבלה הולוגרפית בולם זעזועים, מכשיר היגוי נתיב אופטי, מפצל קרן, מרחיב קרן, קולימטור, עדשת הדמיה, עדשת טרנספורמציה של פורייה, מסנן חריר, מסגרת פלטה יבשה, מסגרת איפוס, תריס, חשיפה אוטומטית וטיימר מתקן פיתוח, גוזם רב דרגות חופש, פס תאורה משתנה ורכיבים נוספים.

 

טבלה הולוגרפית

הולוגרמה היא תיעוד של שולי הפרעות של גל התייחסות וגל אור אובייקט. אם הפרש הנתיב האופטי בין שני גלי האור משתנה במהלך החשיפה, אפנון שולי הפרעות יושפע. בדרך כלל נדרש שינוי של פחות מעשירית מהפרש הנתיב האופטי. לכן, בתהליך הייצור המקורי ההולוגרפי, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת ליציבות שולחן העבודה ההולוגרפי.

 

הגורמים המשפיעים על היציבות כוללים רטט, זרימת אוויר ושינוי תרמי. ההשפעה העיקרית של הרטט מגיעה מרטט הקרקע, אם המנגנון של רכיב מערכת ההקלטה רופף, זה יגביר את הרטט, ולכן יש צורך לנקוט באמצעי שיכוך עבור שולחן העבודה ההולוגרפי. שולחן האוויר הצף ההולוגרפי המיוחד הוא שולחן השיכוך הטוב ביותר. שיטות פשוטות לבלימת זעזועים יכולות להיות ארגזי חול, פלסטיק מיקרו נקבובי, כריות אוויר (עם הצינור הפנימי של הגלגל של מכונית או מטוס) וברזל יצוק או גרניט במשקל 100 ~ 200 ק"ג, ויש להתקין כיסוי בידוד. אם אין כיסוי בידוד, אין לאוורר את החדר בעת הקלטת ההולוגרמה, הצוות לא צריך לדבר בקול רם ולהתרחק משולחן העבודה.

 

השיטה לבדוק את יציבות השולחן היא להשתמש ברכיבי מערכת ההקלטה, לארגן מערכת אינטרפרומטר מיכלסון ארוכת זרוע, להתאים ל-3 עד 5 שולי הפרעה בלבד, ואז לצפות בשוליים, אם יש רטט בחוץ, בשולי ההפרעה. אינו משתנה, ניתן לשקול להשיג דיכוי רעידות. ואז לשים מראה אחת או שתיים עם כרית, אם לאחר תקופה של זמן השוליים לא משתנה, זה נחשב כי ההלם הוא טוב. על מנת לקבוע עוד יותר האם ההולוגרמה היא סיסמואידית, ניתן לשנות את המיקום והכיוון של המראה מספר פעמים. אם שולי ההפרעה אינם משתנים, ניתן לקבוע שביטול ההלם מושג. כאשר משתמשים בלייזר דופק כמקור אור הקלטה, מכיוון שזמן החשיפה קצר מאוד, אין צורך להגדיר אמצעי בלימת זעזועים ועמידה בפני זעזועים.

 

אלמנט אופטי

רכיבים אופטיים כגון עדשות ומראות המיוצרים על ידי הולוגרמות פועלים על אותו עיקרון כמו רכיבים אופטיים למטרות רגילות.

 

1. על מנת לשפר את העברת האור ולמנוע רעש של שכפול הולוגרמה הנגרם מהשתקפות חסרת תועלת, יש לצפות את משטח העדשה בסרט אנטי השתקפות. בנוסף, בבחירת עדשה יש צורך לבחור בעדשה ללא פגמים ולכלוך, כי הם יגרמו לרעש בעת הקלטת ההולוגרמה ושכפולה.

 

2. כאשר האור נופל על בסיס הזכוכית של המראה הרגילה, תחילה יש לשבור אותו ולאחר מכן להחזיר אותו, ואובדן האור המוחזר הוא גדול מאוד. יחד עם זאת, שני הצדדים של מצע הזכוכית יכניסו אור תועה עקב השתקפויות מרובות. לכן, יצירת לוחות הולוגרפיים דורשת מראה בעל רפלקטיביות גבוהה עם שטוחות פני שטח גבוהה וסרט רפלקטיבי רב-שכבתי.

 

3. מפצל הקרניים הוא מרכיב חשוב במערכת ההקלטה, ותפקידו לחלק את קרן הלייזר לשתי קרנות או יותר על מנת לשמש כגל ייחוס וגל ההארה של האובייקט. מפצל הקרן מצופה בדרך כלל בסרט הפרעה על לוח זכוכית ארוך. ישנם שני סוגים של סרט הפרעות: סרט דיאלקטרי רב שכבתי וסרט מתכת. ניתן לשנות את היחס הספקטרלי ברציפות או לפלח אותו. מפצל האלומה העשוי מאלמנט קיטוב יכול להתאים באופן רציף את יחס מפצל האלומה, ובמקרים מסוימים יש צורך לחלק את האלומה לשלוש אלומות או יותר. שיטה אחת היא שימוש במספר מפצלי אלומה, והשיטה השנייה היא שימוש בדיפרקציה רב-שלבית של רשתות הולוגרפיות. הסורג ההולוגרפי הפאזה יכול לשמש גם כמפצל קרן עם שינוי מתמשך של יחס מפצל הקרן, אשר ניתן לשינוי ברציפות כל עוד זווית ההתרחשות של הלייזר משתנה.

 

4. מכיוון שזווית הדיברגנציה של קרן הלייזר קטנה מאוד, יש צורך להשתמש במראה מתרחבת כדי להגדיל את זווית ההתרחקות של הקרן. בשימוש בדרך כלל 20 פעמים, פי 40 מעדשת המיקרו אובייקטיבית, או עדשה אחת חיובית או שלילית עם אורך מוקד קצר מאוד. לעיתים, על מנת לצמצם אלמנטים אופטיים, משתמשים במראות כדוריות קמורות או קעורות להרחבת האלומה ושינוי כיוון האלומה בו זמנית.

 

אם עדשה חיובית עם אורך מוקד של f' משמשת להרחבת קרן, וקוטר הנקודה של קרן הלייזר הוא 2, זווית סטיית הקרן לאחר הרחבת הקרן היא. מכיוון שהתפלגות העוצמה של קרן הלייזר היא גאוסית, התפלגות העוצמה היא עדיין גאוסית לאחר התפשטות הקרן. על מנת להפוך את חלוקת עוצמת האור לאחידה, הוסף בדרך כלל פס אור בנתיב האור. כך, על ידי שימוש רק בחלק קטן מהקרן, אנרגיה רבה אובדת.

 

5. תפקידו של מסנן החורים הוא להגביל את גודל הקרן ולבטל את הרעש הגבוה שנוצר מהמראה המתרחבת והאלמנטים האופטיים שהקרן עוברת דרכם לפני הרחבת הקרן. מסנן חריר הוא בדרך כלל יריעת מוליבדן בעובי של 25, אשר הופך לחור חריר של 5 עד 30 מיקרומטר על ידי קידוח לייזר. הבחירה בגודל החור קשורה לגודל הכתם על משטח המוקד של המראה המתרחבת הקרן ולגודל הרשומה. מבלי להתחשב ברזולוציית התמונה, ניתן לבחור את החור על ידי התייחסות לנוסחה לעיל. מכיוון שלמרחיב האלומה יש סטיות מסוימות, הנקודה האמיתית גדולה מהערך שחושב לעיל, וניתן לחשב את גודל החור בקירוב. את החור בחריר יש למקם על הנקודה המוארת על משטח המוקד האחורי של המראה המתרחבת קרן בעת ​​השימוש. בדרך כלל חור החיר ומרחיב הקורה מותקנים על סוגר, וניתן לכוונן את מיקום החור בשלושה כיוונים מאונכים זה לזה. ראשית, חור החריר ממוקם ליד המוקד של המראה המתרחבת האלומה, ומסך אור ממוקם מאחורי החור. תחילה הזיזו מעט את הכיוון האנכי (או האופקי) של גלגל היד לכוונון, עם הכיוון האופקי (או האנכי) של גלגל היד לסריקה; אם אין כתם אור על המסך, המשך לחזור, עד שיש כתם אור, הזז את מיקום החור חריר לאורך הציר האופטי או הכיוון האנכי כדי להגדיל בהדרגה את בהירות כתם האור, וכוון עדין את האופקי או כיוון אנכי של גלגל היד, כך שטבעת העקיפה האור והכהה הקונצנטרית נצפית על מסך האור; לבסוף, כוונן עדין לאורך כיוון הציר האופטי, כך שרדיוס הנקודה הבהירה המרכזית ימשיך להתרחב, הבהירות גדלה בהדרגה עד לבהיר ביותר.

 

6. מפזרים זכוכית טחונה, טיח, נייר לבן וכדומה, יכולים לשמש כמפזרים. מפזר משמש לקבלת שדה אור מפוזר אחיד. ראשית, עוצמת ההארה של המפזר נדרשת להיות אחידה כך שהאור המפוזר יהיה אחיד. מפזרים טובים בכיוון שטף האור וההפרש הנורמלי של שטף האור הוא קטן מאוד, עונים על הקשר, כך שבטווח של =±20 מעלות וההפרש קטן מ-6%.

הכנת מערכת הקלטה מקורית הולוגרפית

1. הכנת האובייקט לצילום הולוגרפיה חפצי צילום הנפוצים הם לרוב אובייקטים קטנים, מבריקים ומחזירי אור. עבור חפצים כמו חפצי נוי מזכוכית, לפני הצילום מורחים שכבה דקה של גריז על פני השטח, כך שיהיו לו מאפייני פיזור מפוזרים. אם נעשה שימוש בלייזר הליום-ניאון עם הספק פלט של 10mW, גודל האובייקט המואר יכול להיות עד 20 ס"מ×30 ס"מ. אם נעשה שימוש בלייזר ארגון-יון שנבחר במצב, האובייקט יכול להיות בגודל של עד 30×50 ס"מ. אם משתמשים בלייזר אודם דופק ענק, ניתן לצלם תמונה אנושית.

 

2. בחרו בצלחת יבשה הנמכרת בשוק המסומנת בלייזר לו היא מתאימה. בהתאם לדרישות הלקוח לסוג הסימן המסחרי ההולוגרפי ודרישות עיצוב צבע הפריסה, יש לבחור את הצלחת היבשה המתאימה לאורך הגל והרגישות של מקור האור המתעד. אם המחיר מתאים, בחרו בגרסה יבשה ברזולוציה גבוהה ככל האפשר.

 

3. הכנה והתאמת לייזר למרות שלקרן הלייזר יש רמה גבוהה של קוהרנטיות, עדיין יש צורך לבדוק ולהתאים את הלייזר לפני יצירת לוחות הולוגראפיים, כדי שיוכלו להתאים בצורה נכונה להשגת מצב העבודה האידיאלי. ישנם חמישה פריטים עיקריים לבדיקת לייזר:

 

① האם יש אור תועה במקרה של מצב רוחבי יחיד;

 

② האם הספק הפלט של התנודה מגיע לאינדקס שצוין;

 

(3) בין אם מדובר במצב אורכי יחיד, אם מדובר בפלט מצב רב אורכי, יש צורך לבדוק איזה סוג של מצב רב אורכי;

 

④ האם יש רעש מעורב בפלט התנודה;

 

⑤ האם מדובר בתנודה רציפה יציבה.

 

מבין חמשת ההמחאות לעיל, שלושת הראשונים חשובים במיוחד. מכיוון שיש לה השפעה רבה על איכות תמונת רפרודוקציית ההולוגרמה, יש לבדוק זאת באופן נחרץ. לאחר בדיקה, אם נמצא שאינו עומד בדרישות, יש להתאים אותו.

 

(1) הבחירה וההתאמה של הולוגרפיה של מצב רוחבי דורשת מקור אור בעל קוהרנטיות מרחבית טובה, והקוהרנטיות המרחבית של קרן הלייזר נקבעת על פי המצב הרוחבי שלה. הפרש הפאזות של חזית הגל של קרן הלייזר באותו מצב רוחבי קבוע. הלייזר המשמש להקלטה הולוגרפית נבחר תמיד כמצב רוחבי יחיד. אם קרן הלייזר אינה מצב רוחבי יחיד אלא קרן לייזר במצב רב רוחבי, אזי לא ניתן ליצור שולי הפרעה אחידים בהולוגרמה. בעת שכפול, תופיע דוגמה אופקית וסימונים יופיעו על התמונה.

 

 

ישנן שלוש סיבות עיקריות למספר מצבים רוחביים:

① העיצוב של מהוד אופטי אינו סביר;

 

(2) הצמדת אבק למראות ולחלונות ברוסטר;

③ ההקבלה של המהוד אינה טובה.

שיטת ההתאמה היא כדלקמן: ראשית, הפעל את ספק הכוח כך שהלייזר שפולט הלייזר יזרח על פיסת נייר לבן, ובדוק אם מדובר במצב רוחבי יחיד. אם זה לא מצב רוחבי יחיד, נתח את הסיבה. אם הוא שייך למקרה הראשון, ניתן להחליף את לייזר החלל החיצוני He-ne במראה שרדיוס העקמומיות שלה מתאים לצינור הפריקה. אם לא ניתן לשנותו, ניתן לכוונן מעט את המקביליות של המראה על ידי התבוננות בתבנית פלט הלייזר עד לקבלת פלט מצב רוחבי יחיד, ולאחר מכן לתקן, או בין צינור הפריקה למראה, לשים חריר בקוטר של בערך 2 עד 3 מ"מ, כך שקרן הלייזר נורה דרך חור החריר אל המראה כדי להתאים. עבור לייזרים אודם, ניתן להכניס חורים של 2 ~ 4 מ"מ בין מוט האודם למראה, וניתן להתאים ולתקן את מיקום החורים על ידי התבוננות בתבנית תנודת הלייזר. חומר חריר יכול להיות לוח מתכת דק. גודל החור נקבע לפי קוטר מוט האודם וגודל התנודה, כך שהערך האופטימלי ישתנה. יש להכין סוגים שונים של חרירים בקטרים ​​שונים לשימוש.

 

אם יש דפוס מורכב במקום, זה בעיקר בגלל אבק בצד החיצוני של מראת פלט הלייזר. אם זה המקרה, אתה יכול להשתמש במייבש שיער כדי להפריח אוויר על משטח המראה של המראה וחלון של חלון הבלוסטר, או להשתמש בחנקן דחוס כדי לפוצץ את האבק. אם האבק מחובר ללכלוך אחר, ניתן להשתמש בצמר גפן או בנייר מראה עם אצטון או אתנול, תערובת אתר (אתנול, יחס אתר של 6:4 או 5:5) כדי לנער במרץ את הנוזל העודף, לנגב בעדינות את מראה, שימו לב לא לשרוט את המראה, לנגב את נייר המראה או צמר גפן לאחר החלפה.

 

אם זה המקרה השלישי, כמו במקרה הראשון, על ידי התבוננות בתבנית תנודת הלייזר, המראה של המהוד מותאמת מעט כך ששתי המראות מקבילות. במצב רוחבי יחיד, הספק פלט הלייזר הוא מקסימלי. אם שתי המראות עדיין אינן מקבילות, ניתן להתאים את ההקבלה שלהן בדרך הבאה.

 

① צור חור קטן בקוטר של כ-1 ~ 2 מ"מ בעובי הנייר המתאים, וצייר עליו כמה חורים קטנים קונצנטריים עם מרווח של כ-1 מ"מ.

 

② מסדרים את צינור הפריקה, מסנן הצבע ND, המראה, הפנס והחור לפי המצב המוצג באיור 5-9, הפעל את המתח, וצינור הפריקה נמצא במצב פריקה. שים את החור במצב שבו ניתן לראות את מרכז צינור הפריקה במלואו, וראה אם ​​תמונת המעגל הקונצנטרי שצוירה על קרטון החור המשתקף על המראה ברורה. אם אינך יכול לראות בבירור, ניתן להשתמש בפנס כדי להאיר את קרטון החורים, ולאחר מכן לכוונן את המראה, כך שהתמונה של המעגל הקונצנטרי וצינור הפריקה יהיו קונצנטריים (כלומר, קואקסיאליים), ואז צינור הפריקה יהיה להיות אנכי עם המראה. על ידי כוונון המראה השנייה באותו אופן, ניתן להתאים היטב את המקביליות של המהוד.

 

הערה: מכיוון שהשיטה לעיל היא להתאים את ההקבלה של המהוד על ידי התבוננות במראה בעין, ברגע שהמראה מותאמת להיות מקבילה, תופק פלט לייזר חזק לדקירת העין. לכן, כאשר אתה מתקרב להקבלה הרצויה, הרחק את עיניך והתכוונן על ידי סיבוב בורג הכוונון של המשקף לכיוון הרצוי של תנועת המראה. עבור לייזרים חללים חיצוניים, ניתן להכניס מסנן ND בין החלון של Brewster למראה או להרכיב משקפי מגן להתאמה. אם מדובר בלייזר He-ne מסוג חלל, צינור הפריקה מעוות עקב התפשטות תרמית, כך שהמצב הרוחבי של קרן הלייזר משתנה ומפחית את הספק הפלט, אז ניתן להתאים מעט את מצב ההתקנה של צינור הפריקה. להגיע להספק המוצא הרגיל שלו.

 

בדוק אם לתהודה יש ​​דליפת אור מלבד לייזר הפלט הנדרש, ולאחר מכן השתמש במטלית שחורה עבה כדי לחסום את האור. אם דליפת האור היא לבן כחלחל, זהו האור שנוצר על ידי פריקת צינור הפריקה, וניתן גם להגדיר פס אור חור קטן בשקע הלייזר כדי לחסל אותו.

 

(2) בחירת מצב אורכי והתאמה לשימוש בלייזרי He-Ne קטנים כאור הקלטה, אין צורך לבצע עבודת בחירת מצב אורכי מיוחדת. אם לייזרים הליום-ניאון גדולים, לייזרים ארגון-יון ולייזרי אודם משמשים כמקורות אור להקלטה, במיוחד כאשר הקלטת עצמים סצנה גדולים דורשת אורך קוהרנטי ארוך, יש לבחור ולהתאים את מצב האורך, וקרן לייזר אחת במצב אורך חייבת לשמש.

 

(3) הפחת את הרעש אם: ① זרם הפריקה של הלייזר אינו מתאים; (2) יש אבק או זרימת אוויר בין המראה לחלון ברוסטר; ③ בתנודה מרובת מצבים, תדר פעימה נוצר בין המצבים. בהספק המוצא של הלייזר, הרעש המשתנה עם הזמן יתערבב, והקוהרנטיות של קרן הלייזר תלך ותחמיר.

 

שיטת הפחתת הרעש היא כדלקמן: אם הרעש נוצר מהסיבה הראשונה, עבור לייזר He-ne שניתן לשנות את זרם הפריקה שלו, ניתן לצפות בפלט הלייזר עם האוסילוסקופ המתקבל על ידי הגלוונומטר האופטי, וזרם הפריקה ניתן לכוונן עד שהספק המוצא של הלייזר מגיע למקסימום והרעש מופחת למינימום. עבור לייזר הליום-ניאון עם זרם פריקה קבוע, הקצה הראשוני של זרם העירור יכול להיות מצויד בווסת התנגדות משתנה כדי להתאים את זרם הפריקה. אם זו הסיבה השנייה (רק חלל חיצוני או לייזר חלל חצי חיצוני, יש את תופעת הרעש הזו), ניתן לפתור אותה על ידי חסימה והסעת אוויר חיצונית.

 

אם זה שייך לסיבה השלישית, ניתן לפתור אותה בשיטת בחירת מצב אורכי יחיד.

 

בנוסף לשלוש הסיבות העיקריות לעיל, אם אספקת המתח של העירור אינה יציבה, מתח אספקת המתח של העירור אינו הולם, צינור הפריקה והמראה אינם קבועים, וחיי השירות של הלייזר ארוכים, זה גם הגורם של רעש. לכן, עלינו לנתח בקפידה את הגורמים לרעש מסוג זה ולאמץ שיטות שונות כדי לפתור אותו.

 

4. רכיבים אופטיים ורכיבים נוספים

על פי סוג המקור ההולוגרפי המוקלט ודרישות העיצוב של הנתיב האופטי של ההקלטה, תחילה מצוירת דיאגרמת תצורה. לאחר מכן בחר את מספר מפצלי האלומה, מסנני חריר, עדשות קמורות ומראות מלאות, הכן מסגרת פלטה יבשה, תריס שני או 1/250 שניות, ומד כוח לייזר שיכול למדוד מיקרו וואט עד עשרה מיקרו וואט. בנוסף, הכינו צלחות מפזרות כמו צלחות זכוכית מצמר.

 

5. הגדר נתיב אופטי להקלטה

(1) כאשר כיוון הקרן מקביל לשולחן העבודה, כיוון הקרן צריך להיות מקביל תחילה לפלטפורמת העבודה. גובה קרן הלייזר צריך להיות בינוני. אם גובה פלט הלייזר אינו מתאים, החל את כוונון מראת האור להרמה (או ירידה) לגובה המתאים, תוך שימוש במנגנון הכוונון העדין של המשקף או מראת ההרמה ותושבת נעה עם סמן גובה קבוע לכוונון קרן הלייזר במקביל למשטח העבודה.

(2) לאחר התאמה של יחס פיצול האלומה של פיצול אלומה, יש להתקין את מפצל האלומה. בחירת יחס פיצול האלומות של מפצל האלומות צריכה לקחת בחשבון את גודל אובייקט ההקלטה ואת יכולת פיזור פני השטח. היחס בין עוצמת האלומה על פני השטח של מדיום ההקלטה נשמר בטווח של 1-10.

(3) הנוסחה הכללית למשטר האפנון של שולי ההפרעות של כיוון הקיטוב של קרן הלייזר היא, היכן היחס בין קרן הייחוס לקרן האובייקט, הוא הזווית בין כיוון הרטט של קרן הייחוס לבין קרן הייחוס. קרן אובייקט, ו-τ(t) היא קוהרנטיות הזמן של קרן הייחוס. הנוסחה לעיל מראה שאור מקוטב הניצב זה לזה אינו יכול לייצר פסים בהירים וכהים. בגלל חלון Brewster, פלט הלייזר הוא אור מקוטב, וכיוון הקיטוב צריך להיות מאונך למישור ההתרחשות של הקרן. למרות שקרן הלייזר המוצאת של לייזר החלל אינה אור מקוטב, יש מאפיין שעוצמת האור בכיוון רטט מסוים היא הגדולה ביותר, ולכן כיוון זה צריך להיות בניצב למישור הנכנס.

(4) יש לכוונן את קרן הלייזר על ידי מרכז המראה המתרחבת והקולימטור, כאשר המראה המתרחבת הקרן מותקנת, יש לכוונן את המראה המרחיבה את הקרן למעלה, למטה או שמאלה וימינה (ללא חורים) כך שה מרכז נקודת האור הנפלטת עולה בקנה אחד עם קרן הלייזר; בעת שימוש בקולימטור, המיקום של מרכז העדשה צריך להיות בקנה אחד עם מרכז קרן הלייזר לפני הרחבת קרן הלייזר. השיטה היא לראות אם סדרה של נקודות אור המוחזרות משני משטחי העדשה נמצאות באותו קו.

(5) ההתקנה היציבה של רכיבים שונים של המבנה המכאני של האלמנטים האופטיים השונים של התושבת כוללת לרוב התאמה של 2 עד 4 דרגות חופש, בשימוש כדי לבדוק אם חלקי המנגנון רופפים, ברגי הקיבוע להידוק, ההתאמה של החלק להיות מותקן במיקום האמצעי היא טובה, התושבת משמשת בדרך כלל שולחן מגנטי, רשום אותו ואת השולחן בחוזקה.