浅谈全息摄影技术与全息照片

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1、全息摄影技术与全息照片是新生代的摄影技术，相信在不久的未来全息摄影会深入我们生活的各个角落，在此我对全息摄影的技术做一些简单的探讨。哈尔滨工程大学国家保密学院周泽宇2010211113浅谈全息摄影技术与全息照片3浅谈全息摄影技术与全息照片前言：全息摄影技术与全息照片是新生代的摄影技术，相信在不久的未来全息摄影会深入我们生活的各个角落，在此我对全息摄影的技术做一些简单的探讨。什么是全息照片？全息照片是指用全息照相技术拍摄的照片。全息照相，就是将激光技术用于照相，在底片上记录下物体的全部光信息，而不像普通照相仅仅是记录物

2、体的某一面投影。因此当底片上的物体重现时，在观看者的眼里显得异常逼真，它产生的视觉效应，完全与观看实物时一模一样。全息照片是一种记录被摄物体反射（或透射）光波中全部信息的先进照相技术。全息照相的原理是依据光的干涉原理，利用两束光的干涉记录被摄物体的信息。全息照片不用一般的照相机而要一台激光器。激光束被分光镜一分为二，其中一束照到被拍摄的景物上，被称物光束；另一束直接照到感光胶片即全息干板上，称为参考光束。当物光束被物体反射后，其反射光束也照射在胶片上，就完成了全息照片的摄制过程。彩虹全息照相技术还可拍立体图像。全息照

3、相，就是将激光技术用于照相，在底片上记录下物体的全部光信息，而不像普通照相仅仅是记录物体的某一面投影。因此当底片上的物体重现时，在观看者的眼里显得异常逼真，它产生的视觉效应，完全与观看实物时一模一样。全息摄影的历史关于全息照相的理论早在1947年就由英国科学家伽波提出来。全息摄影的发明是伽波在英国BTH公司研究增强电子显微镜性能手段时的偶然发现的，他设计了这种新的成像方法，并于1948年公开发表在科学杂志上。但是，当时没有激光这样好的单色光，技术上也有一些困难，伽波并没有取得成效，他的论文也没有人重视。3直到十多年后

4、的1964年，因为出现了激光器这种理想的光源，全息照相技术才开始发展起来。很快，全息照相术便成为一种用途十分广泛，并且具有无限发展潜力的新技术。加伯因为首创全息照相的理论，荣获1971年诺贝尔物理学奖。他本人由此而被世界公认为“全息照相之父”。这曾被称为“我们这个时代最伟大的发明之一”。全息摄影的原理光的干涉原理可知：当两束相干光波叠加成为一束光波时，其强度不仅依赖于每一束的强度，同时也依赖于这两束光波之间的位相差。在全息照相中就是引进了一束与物光相干的参考光，使这两束光在感光底片处叠加发生干涉，感光底片将与物光的振

5、幅和位相，分别以干涉条文的反差和条纹的间隔形式记录下来，经过适当的处理便得到一张全息照片。全息照相是一种两步成像的过程。第一步是记录，即将能使光波再现的振幅信息和位相信息记录在感光底片上。第二步是再现，用参考光束照明全息照片，便可实现波前的再现。全息记录：全息记录依据的是干涉原理，物光波和参考光波相干叠加而产生干涉条纹。干涉条纹的反衬度记录了物光波前的振幅分布，干涉条纹的几何特征（包括形状、间距、位置）记录了物光波前的位相分布。就是说，全息图上的强度分布记录了物光波的全部信息—振幅分布和位相分布，它们分别反映了物体的

6、明暗和纵深位置等方面的特征。任何感光底片都只能记录振幅（或者说强度）的分布，而不能直接记录位相分布，全息照相之所以能记录位相分布，是利用了参考光波把它转化成了干涉条纹的强度分布。假如没有参考光波，或者它与物光波不相干，波前上的位相分布是不可能记录下来的。物体的再现：利用光波衍射的原理，用一束参考光照射到全息照片上，照片上疏密的干涉条纹就相当于一个特殊的光栅（光栅常数d的变化反应了物光的位相信息）。重现光束为这个光栅所衍射。它的一级衍射光波就将原来物光波的波前重新再现出来。因此，我们通过全息照片便重新看到与原物完全逼真

7、的立体图象。观察时，从全息片的背面（接受透射光）可以看到在原物位置上有一个和原物完全相同的立体虚像，而与全息照片相对称的另一侧可用光屏接收共轭实像。全息摄影的应用我们可以把一些珍贵的文物用这项技术拍摄下来，展出时可以真实地立体再现文物，供参观者欣赏，而原物妥善保存，防失窃，大型全息图既可展示轿车、卫星以及各种三维广告，亦可采用脉冲全息术再现人物肖像、结婚纪念照。3除了记录图像，全息摄影技术还有很多其他应用。全息存储就是一种能够以很高的密度在晶体内部和光聚材料上存储信息的技术。由于许多电子产品都需要包含存储设备，这种能

8、够在某些介质上存储大量信息的技术非常重要。目前的存储技术如蓝光光盘已经达到了衍射所限制的最大的数据存储密度，因此全息存储可能称为下一代主要的存储技术。这种数据存储技术的优点是数据不仅仅是记录在表面上，而且也记录在材料的内部。目前可用的空间光调制器可以在1秒钟内产生1000幅不同的图像，图像的分辨率是1024×1024比特。使用合适的记录材料（可