从幻想走向现实的全息技术

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1、从幻想走向现实的全息技术　　从经典的《星球大战》到《钢铁侠》，立体全息影像在很多科幻电影中以特效的形式呈现给观众。影片中的人物可以跟在空气中形成的三维影像进行交流互动，不仅带来了震撼的视觉效果，也引发了人们对未来技术的憧憬。那么电影当中的这种技术距离我们的现实生活到底有多远呢？　　全息摄影的奥秘　　全息，顾名思义指自然界的人或物的散射或发射光的全部信息（包括光波的振幅和相位信息）。全息摄影则是一种真正意义上的三维成像技术，普通摄影只能记录光某个方向的强度（或振幅）信息，而全息摄影利用了光的干涉和衍射原理，不仅能够

2、记录光的强度，还能记录光从哪里发出，朝哪个方向发射的信息（即相位信息）。从不同的角度去观看全息照片，看到的图像内容是不一样的，跟观看真实物体的感受一样。因此，全息摄影是发展成为三维立体显示非常有效的方法之一。　　普通摄影术基于透镜成像原理，在自然环境下即能拍摄成像。而全息摄影术需要利用特殊的光源（一般采用激光），记录物体发出的散射光。记录的时候将激光束分为两束，一束直接投射到记录介质上，称为参考光束;另一束光束投射到目标物体上，经过物体表面的散射作用形成物光束。让物光束投射在记录介质的同一区域上，它与参考光束在记

3、录介质上产生干涉叠加，形成干涉条纹，再经过处理之后，就得到一张全息照片。　　再现物体像的时候，需要用一束激光照射到全息照片上。当这束激光的波长和传播方向与参考光束完全一样时，就还原了物体原来的光场。我们从不同角度观看，可以观看到物体的不同侧面，就跟看到真实的物体一样。　　全息摄影的记录材质也与普通摄影不同。传统光学全息采用卤化银、重铬酸盐明胶和光致抗蚀剂等制成感光胶片来记录全息图，全息图需要经过后续的显影、定影、漂洗、烘干等处理，显得烦琐而费时。近些年来，出现了光导热塑料、光致聚合物、光折变晶体等新型光敏材料，不

4、仅能省去繁琐的化学处理，而且存储信息的容量和衍射效率得以提高。　　更加便利的数字全息技术　　全息照片实质上是一种干涉图样，利用数字技术可以在计算机中模拟出光场的干涉、衍射过程，直接“计算”出这种干涉图样，于是在20世纪60年代末形成了数字全息技术。这种技术既可以免去严苛的光学记录实验环境，又能模拟实际上并不存在的各种物体，故具有明显的简易性与灵活性。数字全息技术把光学与电子学技术有效地结合在一起，发挥其各自的优势，展现出新的发展前景。　　第一代全息照片需要使用激光记录和再现出原始的三维物体像。第二代全息照片只需要

5、使用激光记录，而用白光再现立体像，放宽了观看全息照片的条件，如反射全息、像面全息、彩虹全息、模压全息等就是这样。数字全息技术用光敏电子成像器件（如电荷耦合器件CCD）代替感光材料，能够更加方便、快捷地记录全息图。数字全息图是采用光调制器件（如空间光调制器SLM）或在计算机中来模拟全息图的光学再现过程的，再现一张全息图时，从不同角度可以看到物体不同的侧面或者颜色的变化。　　“打不碎”的全息照片　　全息照片有一个非常有趣的现象，即照片的碎片可再现完整的物体图像，并不会因为照片的破碎而失去像的完整性。普通摄影中，物体跟

6、普通照片是点对点的对应关系，普通照片上一个小区域（或像素）只记录了一个物点发出的一个方向的强度信息。但在全息摄影中，由于全息照片的特殊记录方法，物体跟全息照片是点对体积的对应关系，全息照片上的每个像素都记录了物体上各点发出的光线信息。　　全息技术的各种应用　　全息技术已在人们的生活、文化教育、生产实践和科学研究中发挥着重要作用。利用全息照片的艺术性和可观赏性，产生了全息艺术品、全息商标、全息邮票、全息博物馆，利用全息图的高科技特点产生了全息防伪，用于商品、钱币、证件等防伪。近年来又在发展全息电视、全息电影等三维立

7、体显示技术。在世界各地都有各种各样的全息产品和应用。　　1987年，我国发行了一枚全息邮折，这一年是丁卯年（兔年），在四方连邮折上有三只小兔子的全息立体照片。从不同的角度观看，可以看到小兔子的正面、侧面等不同的影像，确实可以用栩栩如生来形容了。　　2010年4月21日，美国财政部和联邦储备局共同发布了发行新版100美元的设计方案，他们采用全息防伪技术，在美钞上设置了安全线。　　全息博物馆，顾名思义是用全息照片代替实物在博物馆内展览。目前，美国、英国等国家的一些城市就有全息博物馆，他们把一些稀世珍宝拍成全息照片，以

8、减少文物损坏、被盗等安全隐患。　　全息投影技术目前在产品展览、发布会、舞台节目、酒吧娱乐等场合得到了较为广泛的应用，它还能对虚拟的景物成像，成为虚拟成像技术之一。利用这种技术可以产生立体的空中幻像，还可以使幻像与表演者产生互动，形成一种共同表演的错觉，产生令人震撼的演出效果。　　全息技术的进一步发展　　1948年，英籍匈牙利科学家盖博发明了全息术，之后它的发展已经历了半个