全息照相 1948年盖伯(DGebar)提出用一个合适的相干照射全 …
全息照相感想和看法
全息照相实验的体会前段时间我做了全息照相的实验，体会颇深。
我了解了全息技术的发展历史和实际应用，全息照相的特点和基本原理，我知道怎么搭设实验光路，还逐步掌握了拍摄全息照片的技术，学会了全息照片的再现方法。
在实验中，首先我就在如何搭设光路图上出现了问题，我搭设的光路图总是不能将反射光集中在一起，最后才发现时光路中几个反射镜之间的距离出现了问题。
在对光的时候我的底片架和被摄物不能全部得到均匀照明，最后还是在同学的帮助下才弄好。
拍照片的时候是比较好奇和兴奋的，因为我从来没在全部黑暗的情况下做过实验，我的实验仪器的激光强度不够，所以我用了比大家多5秒的时间来曝光，在洗照片的时候等待是焦急的，我们都想快点看看我们的实验成果，我也不例外。
照片洗好后，老师让我们先自己看自己的玻璃片，我先是看不出来，有点失望，后来才发现时自己的方法出现了问题。
之后我看到了自己拍摄的三维图样还是有点成就感的，老师也说我拍的不错。
玻璃片我带回来的，现在还在我书桌的抽屉里面。
全息照相由英国物理学家盖柏于1948年提出，用一个合适的相干参考波与一个物体的散射波叠加，则可以将此散射波的振幅和相位的分布以干涉图样的形式记录在感光板上，所记录的干涉图样称为全息图。
如移出被摄物体，用相干光照射全息图，透射光的一部分就能重新模拟出原物的散射波前，于是重现一个非常逼真的三维图像。
1960年激光的出现促进了全息照相术的发展，全息技术得到了不断完善。
盖伯为此荣获1971年诺贝尔物理学奖。
解释一下全息的含义：它是指物体发出的全部光信息。
全息照相通过记录物体表面漫反射光的相位和振幅信息，使全息照相与普通照相区别开来。
所有光都有明暗强度、颜色、方向三种属性，而黑白照相只能记录光的强弱变化，而后来的彩色照片除了能记录光的明暗强弱外，还能记录光的波长变化，从而反映出颜色的不同。
激光的出现，使可以记录光的方向的三维全息照相成为可能。
普通照相是利用几何光学的原理，非相干光通过一系列透镜反射折射成像，形成点点对应的关系。
全息照片及其原理
全息照片及其原理摘要本文描述了笔者所见到的一张全息照片的特点，并利用全息照相的基本原理和白光再现全息的原理对所观察到的部分现象进行一些简单的解释。
关键词全息照相白光再现全息从1948年伽柏首次提出全息照相的思想，到1971年伽柏因全息技术获得诺贝尔物理学奖，再到如今的白光记录全息技术，短短六十年，全息技术被广泛运用到工业、医学、生物、军事等多个领域，并体现出其强大的优势。
一、现象描述笔者曾在大学期间进入到学校的演示实验室，并在那里见到了一张全息照片，并观察到若干现象：1.全息照片长约50cm，宽约30cm，厚约4cm。
除了照片外，没有其他任何辅助装置。
2.全息照片内容为三件青铜器，包括背景，物体在内，整张照片均为青绿色。
3.全息照片具有极强的立体感，层次感，可以从各个角度观察照片中物体的各面。
二、原理解释1.全息照相基本原理物体发出的光包含光的振幅和光的相位两方面的信息并可以用复数形式表示),(),(),(y x i e y x a y x A ψ=并且光用复数表示后满足复数的运算规则。
在普通摄影中，相片只是记录了景物反射光的强弱，即振幅信息。
如果能在拍摄过程中，同时记录下光的振幅和相位信息，就能记录下立体信息，这就是的全息摄影思想。
但由于所有的记录介质只能对光强有响应，所以应将光的相位信息转化为光强信息记录下来。
常用的方法是干涉法。
拍摄原理如图一所示。
激光器发射出的光被分束器分成两部分。
其中一部分照射到物体上，通过物体的漫反射反射到感光胶片上，称为物光；另一部分则直接照射到感光胶片上，称为参照光。
二者发生干涉，记录下光的信息。
设物光为),(),(),(y x i o e y x o y x O ψ=,类似的那么参照光则为),(),(),(y x i r e y x r y x R ψ=，二者在胶片上干涉有),(),(),(y x R y x O y x A +=则光强为经查阅资料，全息底片经过冲洗后，全息图上各点振幅透过率与入射光强度有如下关系),(),(0y x kI T y x T +=其中为),(y x I 振幅透过率，),(y x T 为入射光强。
光的干涉、衍射与全息照相论文
光的干涉、衍射与全息照相摘要：全息照相原理是 1948 年伽伯（Dennis Gabor）为了提高电子显微境的分辨本领而提出的,亦称全息摄影，是一种利用波的干涉记录被摄物体反射（或透射）光波中信息（振振幅、相位）的照相技术。
伽伯曾用汞灯作光源拍摄了第一张全息照片。
其后，这方面的工作进展相当缓慢。
直到 1960 年激光出现以后，全息技术才获得了迅速发展，现在它已是一门应用广泛的重要新技术。
关键词：全息照相，波的干涉，波的衍射，全息应用一全息摄影的发展简史早在激光出现以前，1948年伽博为了提高电子显微镜的分辨本领而提出了全息照相的理论，并开始全息照相的研究工作。
1960年以后出现了激光，为全息照相提供了一个高亮度高度相干的光源，从此以后全息照相技术进入一个崭新的阶段。
相继出现了多种全息的方法，不断开辟全息应用的新领域。
伽伯也因全息照相的研究获得1971年的诺贝尔物理学奖金。
照相的奥秘在于对光的记录。
所有的光都拥有三种属性，它们分别是光的明暗强弱、光的颜色以及光的方向。
早期的银版照相和黑白照片只能记录下光的明暗变化，而彩色照片在此之外，还能通过记录光的波长变化，反应出它的颜色。
全息摄影是唯一能同时捕捉到光的三种属性的一种摄影术，通过激光技术，它能记录下光射到物体上再折射出来的方向，逼真地再现物体在三维空间中的真实景象。
一直到根特兄弟的作品问世之前，所谓的真实再现一直都不过是理论上的。
实际上，全世界也有许多其他人在从事着全息摄影的研究，国际全息图象制造者联合会（International Hologram Manufacturers Association）就是一个聚集了全球全息摄影专家和爱好者的组织。
但伊夫·根特毫无疑问是这些专家中的翘楚，在2001年冬季，这个联合会将“本年度最佳全息摄影作品”和“最新全息摄影技术”这两项最有分量的大奖颁发给了伊夫，就是最好的说明。
一次在奥地利召开的全息摄影学术会议上，当根特兄弟发言并展示自己的作品时，“140多位经验丰富的全息摄影高手都充满钦佩之情地深吸了一口气”。
Chapter6 全息照相
？？
全息照片
全息图再现像，视角超过100°，景深达6英尺.
平面镜成像的特性
三维立体性 可分割性
实时性
考虑一个问题？
实物 像
搬走了
还能存在吗？
全息记录(Holographic Recording)
全息记录的关键是必须 “冻住” 位相信息 所有的感光材料只能记录光强信息
要想实现全息记录
必须使
P k (n 1)(a1 x a2 y)
一个线性相因子 一个棱镜
2 2 x y 薄透镜的位相变换函数为： L k 2F
一个二次相因子
一个薄透镜
全息图 再现：棱镜+透镜
1、平面的R波和R’波因子的 附加因子是线性的
锲形棱镜：离轴的偏折
2、球面波在傍轴条件下相因 子包含线性和二次两部分 棱镜+透镜：离轴偏折+发散 或会聚
0 R O R
exp[i ( ' )]U *} AR ' AR {exp[i (R ' R )]U O R R O
① 常数因子 ② 相因子
物光波在底片 上的强度分布
通常参考波R’采用均匀照明，即它为平面波或傍轴球面波；
~ ' (t0 AR )U R
2
代表：照明波R’按几何光学直线前进 的透射波，称为0级波；
1962年
离轴全息图
美国科学家利思和乌帕特尼克斯(Leith and Upatniecks) 在Gabor全息术的基础上引入载频的概念，发明了离 轴全息术。 1964年 氩离子激光器问世，提供了短波长(488.8nm 和514.5nm)连续可见光，加速了全息技术的发展。
b.全息发展的四个阶段
11-全息照相
实验十一全息照相英国科学家丹尼斯·伽柏(Dennis Gabor)在1948年提出了新的两步无透镜成像法—波前重现原理。
伽柏通过实验发现，如果有一个合适的相干参考波和一个物体衍射波同时存在，此衍射波的振幅和位相的信息就能被完全记录下来。
伽柏还证明了这样记录下来的全息图（hologram）通过相干光照射全息图可得到原来物体的像。
由于受光源条件的限制，在激光出现以前，全息术的研究进展缓慢，在1960年激光器诞生之后，提供了理想的相干光源，全息术得到迅速发展。
全息术在干涉计量、信息贮存、光学滤波等方面获得了广泛的应用，已成为一种有效的光信息贮存和显示技术。
伽柏因此获得了1971年度的诺贝尔物理学奖。
本实验通过拍摄三维物体的全息图并重现其立体图像，从中理解全息照相的原理及其特点，了解全息照相的拍摄过程和摄影暗室操作技术，为进一步学习和开拓应用这一新技术奠定初步的基础。
【实验目的】1．了解全息照相基本原理。
2．熟悉全息照相的实验技术。
3．观察和分析全息照相的成像特性。
【实验原理】1．什么叫全息照相？全息照相和一般照相的区别我们知道普通照相是把来自物体的光波(简称物光)通过照相机镜头成像，在照相机底片平面上将物体发出或散射的光波的强度分布记录下来，我们称它为一步成像。
见图1。
因为底片上的感光物质只对光强度有响应，而光波的位相分布没有被记录下。
因此普通照相所得到的是物体的二维平面图像，物体的三维特征消失了，它所记录的只是物体的光强分布，也即只记录物光的振幅，而没有把物光的全部信息(振幅和位相)记录下来。
全息照相则完全不同，它不用照相机镜头或其他成像装置，而是利用干涉和衍射的原理来记录和再现物体的光波，因而是一种完全新型独特的照相技术。
它用干涉的方法把被摄物体的光波的全部信息——振幅和位相都记录下来，因而称为全息照相。
在全息底片上图1丝毫看不出被摄物体的像，而只是一些互相重叠杂乱的干涉花样。
当要观察被摄物体时，可利用衍射现象，把物体光波重新再现出来。
全息照相论文
全息照相论文HolographyPapers作者:洪智渊Author:Hongzhiyuan[摘要]:全息照相（简称全息）原理是1948年伽伯（DennisGabor）为了提高电子显微境的分辨本领而提出的。
他曾用汞灯作光源拍摄了第一张全息照片。
其后，这方面的工作进展相当缓慢。
直到1960年激光出现以后，全息技术才获得了迅速发展，现在它已是一门应用广泛的重要新技术。
[Abstract]:Hologram(holographic)principleisthatin1948Gabo(DennisGabor)关键词]:全息照相全息应用[Keywords]:HolographyholographicApplication全息照片的拍摄照相技术是利用了光能引起感光乳胶发生化学变化这一原理。
这化学变化的浓度随入射光强度的增大而增大，因而冲洗过的底片上各处会有明暗之分。
普通照相使用透镜成象原理，底片上各处乳剂化学反应的深度直接由物体各处的明暗决定，因而底片就记录了明暗，或者说，记录了入射光波的强度或振幅。
全息照相不但记录了入射光波的强度，而且还能记录下入射光波的相位。
之所以能如此，是因为全息照相利用了光的干涉现象。
全息照相没有利用透镜成象原理，拍摄全息照片的基本光路大致如图1所示。
来自同一激光光源（波长为λ）的光分成两部分：一部分直接照到照相底片上，叫参考光：另一部分用来照明被拍摄物体，物体表面上各处散射的光也射到照相底片上，这部分光叫物光。
参考光和物光在底片上各处相遇时将发生干涉。
所产生的干涉条纹既记录了来自物体各处的光波的强度，也记录了这些光波的相位。
干涉条纹记录光波的强度的原理是容易理解的。
因为射到底片上的参考光的强度是各处一样的，但物光的强度则各处不同，其分布由物体上各处发来的光决定，这样参考光和物光叠加干涉时形成的干涉条纹在底片上各处的浓淡也不同。
这浓淡就反映物体上各处发光的强度，这一点是与普通照相类似的。
实验二十五 全息照相
实验二十五 全息照相1948年英籍物理学家丹尼斯.盖伯（D .Gebor ）为了提高电子显微镜的分辨率提出全息照相技术的最初设想。
随后，他用汞灯作光源，拍摄了第一张全息照片（即全息图），并获得了相应的再现像，从而创立了全息术。
但是，直到1960年激光的出现，获得了单色性和相干性极好的光源后，才使全息照相技术的研究和应用得到迅速发展。
目前全息照相在激光防伪、精密测量、信息存储、无损检测、遥感测控、生物医学等方面得到广泛应用。
【实验目的】1．了解全息照相的基本原理；2．掌握全息照相的基本技术和方法；3．通过对全息照片的拍摄和观察，了解全息照相的特点。
【实验原理】普通照相是根据几何光学成像原理，记录下光波的强度（即振幅）信息，将空间物体成像在一个平面上，由于丢失了光波的相位信息，因而失去原物体的三维信息。
全息照相是利用光的干涉和衍射原理，将物体发射的特定光波以干涉条纹的形式记录下来，并在一定的条件下使其再现，形成逼真的原物立体像。
由于记录了物体的全部信息（振幅和相位），因此称为全息照相。
全息照相包含两个过程：一是全息图的记录，二是全息图的再现。
图25-1 全息图记录光路图1．全息图的记录——光的干涉全息照相是利用光的干涉原理进行记录的。
光路如图25-1所示，激光器射出的激光束通过分束镜分成两束，透射光经反射镜反射及扩束镜扩束后射到被摄物体上，再经物体漫反射到感光底片上，这束光称为物光。
另一束反射光经反射镜和扩束镜扩束后直接投射到感光底片上，这束光称为参考光。
由于激光是相干光，反射镜分束镜 氦氖激光器 物体 感光底片反射镜扩束镜 快门 扩束镜物光和参考光又都由同一激光器发出，所以在感光底片上迭加的结果会形成干涉条纹，条纹的疏密和形状反映了物光束的相位，条纹的强度反映了物光束的振幅。
感光底片经显影、定影和漂白后，最后得到的是一块结构复杂的光栅，它记录下物光束的全部信息，称为全息照片或全息图。
2．全息图的再现——光的衍射全息图上所记录的并不是物体的几何图形，而是物光波振幅和相位全部信息的不规则干涉图样。
全息照相
全息照相实验报告目的要求：(1)了解全息照相记录和再现的基本原理(2)学习全息照相的操作技术,拍摄合格的全息图 (3)了解摄影暗室技术仪器用具：光学平台，He-Ne 激光器及电源，快门和定时曝光器，分束器，扩束透镜，全反射镜，被摄物体（如：金属硬币，小瓷猪，小瓷马等）及放置物体的底座，全息干版及底架，暗室技术使用的设备。
实验原理：1. 全息技术全息照相的基本原理早在1948年就由伽伯（D. Gabor ）发现，但是由于受光源的限制（全息照相要求光源有很好的时间相干性和空间相干性），在激光出现以前，对全息技术的研究进展缓慢，在60年代激光出现以后，全息技术得到了迅速的发展。
普通照相底片上所记录的图象只反映了物体上各点发光（辐射光或反射光）的强弱变化，也就是只记录了物光的振幅信息，于是，在照相纸上显示的只是物体的二维平面像，丧失了物体的三维特征。
全息照相则不同，它是借助于相干的参考光束和物光束相互干涉来记录物光振幅和相位的全部信息。
这样的照相把物光束的振幅和相位两种信息全部记录下来，因而称为全息照相。
2. 透射式全息照相 1) 全息记录用感光底片将物光和参考光的干涉条纹记录下来，就记录了底片所在位置物光波前的振幅和相位。
物光波前可看作各点发出球面波的叠加。
()()]exp[)(~000P i P A P U φ=()())],(exp[,,~时，0000y x i y x A y x U z φ==若参考光为一束平行光。
()]exp[]sin 2exp[~y i A y i A Ur r r r φαλπ==底片上总振幅，()()()y x U y x U y x U r ,~,~,~0+=所以光强分布，()()()())cos(2,,~,~,00202*r r r A A A A y x I y x U y x Uy x I φφ-++==振幅透射率t 与I 成线性关系，()()y x I t y x t ,,0β-=对于干涉条纹，衬比度γ有，()()()()200minmax min max 20min 020max 012)(,212,2r r r r r r A A A A I I I I A A I y x I n A A I y x I n ++⎪⎭⎫ ⎝⎛=+-=-==⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=-+===-γπφφπφφ2) 物光波前的重现用一束与参考光相同的平面波照在全息图上，则透射光复振幅分布为，()()()]sin 22exp[]exp[]exp[]sin 2exp[[,~,~~0020022020αλπφβφβαλπβy ii A A i A A y i A A A t y x Uy x t U Ur r r r t r t ---+-=∙=分析可得出透过全息图波前分为三项: 第一项，参考光的波前（衰减）； 第二项，再现物光波前；第三项，再现物光共轭波前。
光的干涉应用——全息照相
大家应该都知道时下最受欢迎的歌手—— 大家应该都知道时下最受欢迎的歌手—— 初音未来。没错， 初音未来。没错，这位虚拟歌姬就是应用 了全息投影技术， 了全息投影技术，才能和大家一起进行真 实般的互动。 实般的互动。 何谓全息投影技术？ 何谓全息投影技术？全息投影是一种无需 配戴眼镜的3D技术， 3D技术 配戴眼镜的3D技术，观众可以看到立体的 虚拟人物的技术。 虚拟人物的技术。而这项技术的基本原理 正是光的干涉。 正是光的干涉。
由于全息照相具有上述特点， 由于全息照相具有上述特点，全息照相广泛非常 广泛。广泛用于精密干涉计量、无损检验与探伤、 广泛。广泛用于精密干涉计量、无损检验与探伤、 信息存储和处理、遥感技术、生物医学、 信息存储和处理、遥感技术、生物医学、立体显 全息显微和全息防伪等。 示、全息显微和全息防伪等。全息照相用作商品 和信用卡的防伪标记已形成产业。 和信用卡的防伪标记已形成产业。全息技术已经 发展成为一个重要的高科技领域。 发展成为一个重要的高科技领域。 相信在不久的将来，随着光学技术的发展， 相信在不久的将来，随着光学技术的发展，全息 照相技术会进入人们日常生活， 照相技术会进入人们日常生活，为人类的生活带 来更加丰富的体验。 来更加丰富的体验。
2
全息照相分为两个过程：记录过程 和再现过程。 ：
记录过程 用相干光照射物体， 从物体反射的光波投 射到全息干板上，同 时用另一束相干光作 参考光也投射到全息 干板上。于是两束光 的干涉条纹被记录下 来。经过显影定影处 理就得到全息照片。 这就是记录过程。
再现过程 从记录过程可知，全息 干板上记录的是干涉条 纹，所以看不到物体的 形象，要看到物体的像 必须将全息干板放回原 照相位置，并让参考光 以同样的角度照射干板， 则在干板的另一侧就会 看到物体的主体像。这 就是再现过程。
全息照相
全息照相，一种不用透镜而能记录和再现物体的三维(立体)图像的照相方法。
它是能够把来自物体的光波波阵面的振幅和相位的信息记录下来，又能在需要时再现出这种光波的一种技术。
编辑词条全息照相开放分类：力学名词土木工程名词基本物理概念物理学物理学名词全息照相，一种不用透镜而能记录和再现物体的三维(立体)图像的照相方法。
它是能够把来自物体的光波波阵面的振幅和相位的信息记录下来，又能在需要时再现出这种光波的一种技术。
编辑摘要目录[隐藏]1 创始人2 原理3 全息照片4 应用领域5 配图6 相关链接7 参考资料全息照相 - 创始人Dennis Gabor全息照相原理是1948年Dennis Gabor 为了提高电子显微镜的分辨本领而提出的。
“全息”是指物体发出的光波的全部信息：既包括振幅或强度，也包括相位。
丹尼斯·伽柏(Dennis Gabor，1900年6月5日—1979年2月9日），英国籍匈牙利裔物理学家，因发明全息摄影而获得1971年诺贝尔物理学奖。
1947年，伽柏在从事提高电子显微镜分辨本领的工作时，受布喇格在X射线金属学方面的工作和泽尔尼克引入相干背景来显示位相的工作的启发，提出了全息术的设想并用以提高电子显微镜的分辨本领。
这是一种全新的两步无透镜成像法，也称为波阵面再现术。
整个过程由两步——波阵面记录和波阵面再现——来完成。
在波阵面记录过程中，引入适当的相干参考波，使它与物体衍射（或散射）的光（物光）相干涉，把这个干涉场记录下来，即可得到一张全息图。
全息图是与物体毫不相似的干涉图，它上面不仅记录了物光的振幅信息，而且也把普通照相过程丢失的位相信息记录了下来；在波阵面再现过程中，利用适当的相干再现光，照射全息图，以便得到物体的实像或虚像。
1948年，伽柏利用水银灯首次获得了全息图及其再现像，从而创立了全息术。
随后不久，他又进一步指出了全息术的三个方面的应用前景，即全息干涉量度术、全息光学元件和全息信息存储。
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华北水利水电学院 大学物理实验中心
冲洗底片：
1.取下曝光后的底片，用清水打湿，放入显影液中40s左 右。取出来在暗绿色灯下观察显影程度，发现显影合适时 （颜色发灰），取出来在自来水中清洗1~2min. 2.放入定影液中5min左右，取出来在空调上吹干. 3.在白炽灯下观看是否有彩虹，如有彩虹说明拍照成功。 将底片放在空调机旁吹干，即为一张制成的全息图.
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三、实验原理
全息照相的基本原理 全息照片再现过程
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全息照相的要求:
1. 好的相干光源.He-Ne激光器。发出波长为632.8nm的红光，它的 单色性比较好。全息照相模型早在1948年就提出来了，但由于没有 好的相干光源，一直未能实现，直到1960年，第一台激光器诞生， 全息照相才得以实现. 2. 记录介质分辨率要高,普通胶卷不能满足要求,我们用全息干板 记录干涉条纹. 3. 系统要稳定.全息台要防震.如果外界有干扰,干涉条纹会漂移, 如果在拍摄时,干涉条纹还有漂移,那么拍摄的全息相很模糊,如果 漂移超过了半个波长,那么就不会拍摄到干涉条纹的.因此拍摄时, 大家保持安静(包括不要乱动和大声说话),尽量减少对干涉条纹的 干扰. 4. 参考光与物光光强之比通常以4∶1到10∶1为宜，光程差要小. 华北水利水电学院 大学物理实验中心
全息照相特点：
(1) 具有十分逼真的立体像，它与观察实物完全一样， 具有相同的视觉效果(立体感强)； (2) 把全息片分成若干小块，每一块都可再现原物完 整的像； (3) 同一张底片上，经过多次曝光，可以重叠许多物 体的像，每个像能不受干扰地单独显示出来； (4) 易于复制，仍保持和原来像完全一样。
近代物理实验
激光全息照相
华北水利水电学院 大学物理实验中心近代物理实验 Nhomakorabea激光全息照相
1948年盖伯(D.Gebar)提出用一个合适的 相干照射全息图，透射光的一部分就能重新 模拟出原物的散射波前，于是重现一个与原 物非常逼真的三维图像。1960年激光的出现 促进了全息照相术的发展，全息术得到了不 断完善，为此他荣获1971年诺贝尔物理学奖。
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观察全息照片的再现:
把底片放回拍照时的位置上，挡去物光，用参 考光照明，透过底片看去，在原来放物体的位置上， 出现一个清晰的、立体的被摄物体像，这就是理想 的漫反射全息图像。
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全息照相的光路:
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布置光路注意:
1. 光束等高. 2. 物光与参考光光程差约为零(产生干涉的另一条件 是光程差小于相干长度) . 3. 物光与参考光夹角在30度附近. 4. 物体和底片距离在10cm左右(产生干涉的另一条 件就是两束光干涉,其光强差不要太大,物光本来就是 一束漫反射光,距离再远,很难保证其光强与参考光光 强差不多). 5. 底片大约物光与参考光夹角平分线垂直.
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一、实验目的
1. 了解全息照相的基本原理和实验装置； 2. 初步掌握全息照相的实验技术，拍摄一幅漫反射 全息照片； 3. 学习全息照片再现方法。
二、实验仪器
全息实验台、He-Ne激光器及电源、分束镜、全反 射镜、扩束镜、全息感光干板、曝光定时计、显影 液、定影液。