全息照相
把光的相位写进干涉条纹，再由再现像读出尺寸关系。
物光与参考光在干板上叠加记录，再用照明光再现物体轮廓。光强比、双束夹角和曝光量决定记录条纹的条件，物像宽度给出再现放大率。
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图 1 全息记录与再现：光强条件、理论条纹尺度和物像尺寸
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从读数到物理量
记录包括 3 组物光、参考光及光路条件，以及 3 组物像宽度。波长取 $632.8\ \mathrm{nm}$、记录夹角约 $30^\circ$，曝光时间每组 $5.0\ \mathrm s$。
核心计算关系为
$$ K=\frac{I_r}{I_o},\qquad V=\frac{2\sqrt K}{1+K},\qquad \Lambda=\frac{\lambda}{2\sin(\theta/2)}. $$
可见度关系采用完全相干、同偏振、两束平面波模型。条纹间距由波长和夹角计算；再现放大率则来自实际物像宽度之比。
表 1 全息记录条件与再现放大率
| 物理量或指标 | 计算结果 |
|---|---|
| 参考光与物光光强比均值 | $1.8208727$ |
| 理想平面波干涉条纹间距 | $1.2224757\ \mu\mathrm m$ |
| 再现横向放大率均值 | $1.0083333$ |
| 两束平均光强的曝光量均值 | $5.500000\ \mathrm{mJ}/\mathrm{cm}^2$ |
放大率与光强比的 A 类分量分别来自三次重复记录。理论可见度由光强比计算，曝光量由两束总平均光强与时间相乘得到。
分别查看光强比与再现像尺寸
 |
 |
| 图 2 三组记录光强计算的参考光与物光之比 |
图 3 三组记录物像宽度计算的再现横向放大率 |
光强比均值约 1.82，再现横向放大率约 1.008。前者连接理想条纹调制度，后者描述本组物像尺寸关系；记录与再现的两类结果各有对应输入。
光强平衡与双束夹角
| 操作或计算 | 观察什么 |
|---|---|
| 调节光强比比例 | 从记录均值的 0.25 倍至 2 倍，观察理论调制度 |
| 调节双束夹角 | 从 $10^\circ$ 至 $60^\circ$，观察条纹间距与空间分辨要求 |
| 比较再现放大率 | 复算三组物像尺寸，查看均值及重复性分量 |
两种交互采用理想相干平面波模型，干板横向范围为 $0$ 至 $6\ \mu\mathrm m$。实际记录质量还随曝光振动、相位稳定性和干板响应变化。
在 Jupyter 或 Wolfram 中从头运行，可沿报告章节查看数据读取、公式代入、计算输出与结果讨论。
在本机打开
环境安装见使用指南。在仓库根目录启动本实验的 Jupyter Notebook：
.\.venv\Scripts\python.exe -m jupyterlab experiments/course-04/holography/notebooks/analysis.ipynb
Wolfram 安装包包含数据与 Notebook。将仓库路径改为本机路径后运行：
PacletInstall["D:/general-physics-lab/notebook/paclets/HolographyLab/dist/HolographyLab-0.1.0.paclet"];
Needs["HolographyLab`"];
HolographyLab`OpenNotebook[]
数据与计算实现
| 内容 | 文件 |
|---|---|
| 规范观测数据 | observations-01.csv · observations-02.csv |
| 单位、参数与模型条件 | experiment.json |
| Python 计算模块 | holography.py |
| Wolfram 包实现 | HolographyLab.wl |
| 完整计算结果 | python.json |