2013年2月10日

科學玩具-光學-以光作畫之雷射光柵片(進階圖形)


參考文章:科學玩具─光學─以光作畫之雷射光柵片(基本圖形)

當然身邊的材料越多,變化就越多,這是千古不變的道理。但也有一句話講說「老狗變不了新把戲」,因為受限於光柵上溝槽的軸的方向性,像是平面上的XY,頂多再讓你操弄出一個Z軸就很厲害了,不過我卻寧願嘗試看看會不會有什麼新玩意兒出現。
一大片極光般的迷霧,搭配上綠色的光影灑落,是不是很有科幻的感覺呢?

除了3D的效果,我還想演示出4D的精采雷射光影秀。不過想歸想,我這邊的光柵的尺寸是A4大小,單手拿不了很多片,除非有助手,不然一邊操作、調整角度,還要一邊拍攝,恐怕手指頭會抽筋。所以囉,就先分享這些簡簡單單就可以單人操作的圖像囉!
相不相信這與上一張照片是同一的方法編織出來的「迷霧」?
只要調整交疊在其中的光柵板角度就可以產生不同的變化

這些圖形可以說是多層膜干涉圖形,也就是除了單片光柵片干涉,還添多了好多層,所以才叫做多層膜干涉。「多層膜」這個名詞相信有配戴眼鏡的人都應該很熟悉才是。
當兩層光柵片疊合時,將光源集中並入射在兩者交會的地方,就會出現這種圖像
右半邊是由光柵反射後的干涉光,左半邊則是穿透雙層的干涉

右下角是雙層疊合的光柵片,透過大角度的入射,便可以形成暈開的效果

當兩道光在空間中交會時,就會出現像兩道水波交會時一樣的情況,也就是會產生干涉的現象。這種干涉現象是由兩道波重疊的部分疊加所形成的,最大振幅會在兩個波的相加與相減之間振盪。也就是說,干涉其實就是空間中亮暗的重新分配。
這看起來像是同心圓的一部分,產生特別明亮的兩道光弧
也是透過雙層光柵所形成的影像

雙層就代表可以形成二到四個軸向,所以變化一定會比單一光柵片來得多。那如果是三片,甚至是四片呢?越來越多的層數便會形成為數眾多的圖案,讓人眼睛為之一亮。雷射光的光束寬度對光柵片上的每一個溝槽來說仍是大很多的,所以同一道光可以通過較為密集的光柵,因此亮區會重疊得較緊密,如果溝槽可以更微小些,甚至到達微米級以下的尺度,就可以得到更棒的效果。
我稱這兩張為「慾火」鳳凰,銳利的眼睛後方展開有層次的翅膀,就像是在飛翔
咦?應該是「浴火」鳳凰才對

底下的照片是一連串的四層疊合雷射光柵圖,當然花樣不只這些,如果可以將手邊的光柵片疊合起來玩的話,一定可以產生更多有趣的圖案。現在一起來逛逛我的以光作畫的畫廊吧!
四層光柵交疊繞射,產生如虛空般的鬼魅幽靈

這一張更厲害了,像是舞動嶙峋雙翅的惡魔集體出現
飛越底下的山谷,朝著獵物大舉出動

獵食完畢之後,留下數到暗夜殺戮的爪痕,逕自離去

新生的魂魄朝向同一方向前進,似乎那裡才是生命的盡頭

用手拿著無法玩出更多花樣,除非有光學技術的幫助
最後一張出現「笑臉」便是藉助於現代科技之手

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