数显全自照相两用仪

    正确控制曝光量和全息干板处的物光、参考光的辐照度比值,是拍摄优良全息图的充分条件。我们在原有自制仪器的基础上,进一步完善性能,采用数字显示,制成可正确测量物光和参考光辐照度比值,并可自动控制曝光量的全息照相两用仪。

    仪器组成和工作原理

    仪器由信号采集、信号处理和曝光控制三部分组成。

    信号采集主要采用硅光电池,把光讯号转换成电讯号,然后由电子线路来处理。硅光电池厚度薄,面积大小又可按需选定,具有使用方便的优点。并且光谱响应合适,性能稳定,是最合适的光传感器。由于全息干板上的感光层只有十几个微米厚度,对光的损耗少,激光极大部分被透射,仅少量被反射,且物光和参考光反射的方向不同,光电池不能放在干板前方测量,而以放在干板背后中部为好,只要补偿干板的少量损耗即可。另外,在一般实验中,物光和参考光在干板处均匀性不一定很好,四周较弱,光电池也不能放在干板四周来采集信号。硅光电池的负载电阻一般取得小一些好,有利于线性转换和减少温度的影响;但考虑到全息干板处的激光辐照度较弱,负载电阻值也不能太小,这样有利于简化电路,提高信嘈比。

    信号处理部分,由放大电路、积分电路和门限电路三部分组成。

    曝光控制部分,由拨动开关、按钮、电快门和晶体管开关组成。拨动开关用于仪器功能选择,可对仪器的辐照度测量和自动曝光两种工作状态进行切换。为了便于曝光操作,加入按扭控制,配合电快门等,可方便地切断光束,便于放置干板;也可方便地打开快门,进行曝光。当达到预定曝光量时,快门会自动关断。

    仪器电路图中,运放A1构成比例放大电路,将硅光电池输出电压Vi放大为V01=PR1/R1·Vi。当仪器处于辐照度测量状态时,此值经数字表头显示为物光或参考光的相对辐照度值,从而可求出其比值。

    图中运放A2构成积分电路。不同的全息干板,或为满足不同的拍摄需要,曝光量要求不同。当辐照度恒定时,曝光量是辐照度和时间的乘积;当辐照度随时间变化时,曝光量便是辐照度对时间的积分。曝光量设定后,为了避免曝光时辐照度变化的影响,采用积分线路,便能随辐照度变化而自动改变曝光时间,从而保证曝光量不变。由于光电池的光电转换,所以曝光量的控制,可由相应的电量来控制。若用V02表示对应的最佳曝光量,则:

　　拍摄时,一般V02、V01、C1、R3已定,而由PR3来调节曝光速度。对全息照相来说,希望曝光时间短一些好,即T要小。这样PR3也要小,而PR3小了,影响积分的线性度,所以PR3的调节要两者兼顾。当然,C1应取得小一些好。