浅谈全息术的原理及其应用002

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1、《近代物理光学基础》课程论文班级：11物理学一班学号：111101002姓名：欧阳建伟6浅谈全息术的原理及其应用摘要：1948年，英国科学家DennisGabor创立了全息术，但由于方法和条件等原因，最初十几年其发展很缓慢。激光问世后，全息术就得到了迅速的发展。目前，全息术在科技、文化、工农业、医学及军事领域都得到了广泛应用。随着科技的进步，全息术在不断向前发展，并逐步深入到现代生活的应用当中。本文着重介绍全息术的物理原理及其在社会各领域的应用，让人们了解并认识全息术这一新兴科技在各领域中发挥的重要作用。

2、关键词：全息术；全息应用；全息原理；全息摄影引言全息也称为全息术、全息照相、全息照相技术。全息术是利用光的干涉原理，将物体发射的特定光波以干涉条文的形式记录下来并在一定条件下使其衍射再现，形成与原物体逼真的三维像。全息照相把物光波的强度分布和相位分布都完整的记录下来，也即记录了物体的全部信息（而普通照相只能记录物光波的光强分布，因为光波导相位数值在光强的记录过程中被损失掉）。因此把这种照相术为全息照相术或全息术。全息术已远远不只局限于全息照相中，它已逐渐渗透到社会的各个领域，并被广泛地应用于科学研究和工业

3、生产中。1全息术的提出与发展现状全息术的思想最早由英国科学家DennisGabor在1948年提出的，这是一个极大的成就，但在当时并没有受到重视，并且也难以推广，其原因是制作全息照相底片的实验装置所需要的单色光束应该具有优良的相干长度，而又需要有足够的光源，这在当时是很难实现的条件，因而影响了它的发展。但是在激光问世以后，上述的要求已成为轻而易举的事，因此全息照相术得到了迅速的发展。Gabor在全息照相术中对光波波前的重建和对光波中的相位参数的认识等成就而被大家所公认，终于在1971年获诺贝尔物理学奖（相

4、距发明24年以后）[1]。激光再现的全息图失去了色彩信息，促使科学家们开始致力于研究第三代全息图。1962年，前苏联Denisyuk将Lippman彩色照相法与全息术相结合，发明了反射式全息图，并首次提出了体积全息和白光再现的思想。1969年美国人Benton6在全息图的碎片能再现物体完整像的启发下，提出了彩虹全息术。全息术的迅速发展，使得全息术的应用更加普及。全息图能再现物体的三维立体图像，随着拍摄技术的提高，高衍射率、低噪声的优质全息图，给人以色彩艳丽，图像逼真的立体视觉，是显示全息被普遍的推广应用。

5、如艺术图像精品、稀世文物再现的展览、大幅仿真的商业广告。建筑物的展示等[2]。2全息术的原理及优点2.1全息术的物理原理全息照相术是一种记录光波全部信息及使之再现的新技术。它是将光波的振幅和相位信息记录在一张感光的照相底片上。普通照相是用光学镜头把物体成像在感光胶片上，经过冲洗印象得到与物体相似的平面像，它记录的是物的各点的光强分布。全息照相不用镜头成像，它的基本方法是把一束激光用分光器分成两束，一束激光直接照在感光胶片上，称为参考光束；另一束光照射在原物体上，使在原物体的表面上发生漫反射，这种漫反射的光

6、波照射到全息感光底片上，就与参考光束相叠加而产生干涉，所以全息感光底片上所获得的图像实际上是一幅十分复杂的干涉条纹图案，曝光后的底片经过显影和定影后就称为一幅透明的全息底片。全息照相底片并没有物体形象，是一片极细的各种条纹构成的图案，若用原参考光去照射，便可得到原物体的空间（三维）再现影像，一般可得到一个虚像一个实像[3]。图一全息记录6图二全息再现2.2全息术的优点全息术之所以被广泛应用推广，是因为它具有不可替代的优点。（1）全息照片记录了物光波的强度和相位。用特定的单色光照射能在特定的光线和范围内再现

7、物光波，再现的物光波与原物体所发射的光波完全相同，所以可以看到原物体的立体图像，是原物体的虚像。（2）全息图上任何局部的点，都记录了来自空间每一点的振幅、相位信息，所以全息图能够做到死而不“已”，即使记录载体有缺损或部分损伤，也并不影响整个像的再现，依旧可以形成完整的像。（3）信息容量大。一张全息照片中可以记录多个物光波，主要是是参考光束在不同的入射方向，因而可以储存的信息要比普通的照片多得多，并且全息照相底片可以经过多次曝光[1]。3全息术的应用从全息术的提出到今天，全息已经和多个学科交叉融合，形成了全

8、息干设计量，全息显示，全息显微，全息电影，全息储存，彩虹全息等技术，并在人们的生活中得到广泛应用。3.1全息术在光学领域中的应用6光全息术作为光学的一个分支，正是现代光学的蓬勃发展，才引起了光全息术的产生和发展。然而光全息术的发展也带动了光学的全面发展。利用全息原理制作的光学元件在光学及其他领域中发挥着巨大的作用。一个全息光学元件就是一个特定的全息图，是一个能够完成特定光学功能的高质量的全息图。全息光学元件的优点是结构紧凑、质