全息术的原理、应用及展望

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全息投影技术的原理解析与应用展望

全息投影技术的原理解析与应用展望

全息投影技术的原理解析与应用展望全息投影是一种新兴的显示技术,它通过光学的方式,在空气中生成三维图像,使人们可以获得更加真实的视觉体验。

本文将解析全息投影技术的原理与应用展望。

一、全息投影技术的原理1. 全息的定义全息是一种记录物体光学信息的技术,它记录的不仅是物体的图像,还包括物体的形状和光学特性等信息。

因此,全息投影可以生成高度逼真的三维图像。

2. 全息投影的原理全息投影的原理是基于光的干涉原理实现的。

它是将物体的光信息通过激光光束记录下来,保存在一块光敏材料的表面上。

在再次照射光敏材料时,全息图像会通过干涉作用产生立体感,从而呈现出真实的三维图像。

全息投影技术主要包括两种方式:传统的光学全息和数字全息。

(1)光学全息:通过激光光束的干涉实现。

具体操作过程为:首先将物体和光敏材料分别置于激光光束的直线路径上;然后碰撞的光线通过物体物体发出的散射光和透射光,在干涉区域产生干涉图案;最后将干涉图案记录在光敏材料上,再经特定的处理后,通过光源投射可以呈现出全息图像。

(2)数字全息:通过数码记录和处理,实现全息图像。

该技术主要基于数字成像技术和计算机图像处理等技术。

具体操作过程为:将物体的空间信息以数字的形式记录,并在计算机中处理生成全息图像,最后通过数码光源来实现投射出三维立体图像。

二、全息投影技术的应用展望1. 3D智能显示应用全息投影技术可以应用于3D智能显示屏幕,可以使传统的2D显示屏幕转换为3D显示屏幕,提供更加逼真的图像效果,大大提升用户体验。

2. 教育产业中的应用全息投影技术可以应用于教育产业中,如课堂互动、虚拟实验室、分子模拟等领域。

通过全息投影技术,可以更加生动形象地展示教学内容,提升课堂效果。

3. 医疗影像中的应用全息投影技术可以应用于医疗影像中,可以将3D影像直接呈现在空气中,医生可以更加直观地观察医疗影像,更好地帮助患者治疗。

4. 广告展示中的应用全息投影技术可以应用于广告展示中,可以通过三维图像投射来呈现广告内容,具有更强的吸引力和视觉效果。

全息技术的应用及其前景展望

全息技术的应用及其前景展望

全息术的发展及其应用展望全息术的发展及其应用展望第一章全息术简介1.1什么是光全息术?光全息术是利用光的干涉和衍射原理,将物体反射的特定光波以干涉条纹的形式记录下来,并在一定条件下使其再现,形成与原物体逼真的三维像.由于记录了物体的全部信息(振幅和位相) ,因此称为全息术或全息照相术. 显然,这是一种用光学方法在人的视觉上再现物体三维清晰像的典型技术. 近年来,这种技术的实际应用范围越来越广,且已超出工程技术领域,扩展到医学、艺术、装饰、包装、印刷等领域. 正如1983 年英国泰晤士报宣称:“全息照相术面临的突破比150 年前照相术面临的突破更加有意义. ”提出这种观点的基础是因为模压全息图的产生. 这种产品使几十年来仅限于少数专家在实验室中的全息显示技术形成了能大规模生产的产业.1.2全息术的类型全息术的类型很多, 可以从不同的角度来进行分类: 比如根据拍摄时物与底片距离的远近分为夫琅和费全息与菲涅耳全息; 根据参考光与物光共轴与否分为共轴全息与离轴全息;也可以根据底片上乳胶层的厚度与干涉条纹间距的比例分为平面全息(乳胶层很薄以至全息片的性能不受乳胶层厚度影响) 和体全息(介质厚度大于干涉条纹间距, 介质内部也记录了干涉场的信息)。

1.3全息术的特点1三维性因为全息图记录了物光的相位信息, 再现时,可观察到如同真实物体一样逼真的三维图像。

当观察者改变位置时, 可以看到物体后面被挡住的部分, 可以看到逼真的三维图像。

2不可撕毁性因为全息图记录的是物光与参考光的干涉条纹, 所以具有可分割性。

它被分割后的任一碎片都能再现完整的被摄物形象, 只是分辨率受到一些影响。

3再现像的缩放性因衍射角与波长有关, 用不同波长的激光照射全息图, 再现像就会发生放大或缩小。

4信息容量大同一张全息感光板可多次重复曝光记录, 并能互不干扰地再现各个不同的图像。

第二章光全息术的发展光全息术是D. Gabor在1948年为改善电子显微镜像质所提出的,其意义在于完整的记录。

全息摄影技术的原理与应用

全息摄影技术的原理与应用

全息摄影技术的原理与应用随着科技的不断发展,各种新技术不断涌现,其中全息摄影技术便是其中的一种。

全息摄影技术又称全息术,是一种记录并再现物体三维图像的技术,它不但记录了物体的形状,还保存了物体的颜色、纹理、亮度等信息,使得再现图像更加生动、真实。

一、全息摄影技术的原理全息摄影技术的原理基于光的干涉现象,它利用激光发射出的单色光束照射到物体表面,记录并保存了物体表面反射的光的相位和幅度信息。

具体而言,它是通过在相同的位置记录两个光波,即参考光和物体光,然后在全息胶片上交叉记录这两个光波的相位和幅度。

全息胶片是实现全息摄影的重要材料之一,它是一种有机高分子材料,具有高耐光性、高灵敏度、高分辨率等优良特性。

当参考光和物体光波交叉时,胶片上就形成了干涉条纹的三维图案,这个图案就是全息图像。

当使用激光将全息胶片中的全息图像照射时,就会再现出物体的三维图像。

二、全息摄影技术的应用全息摄影技术的应用领域非常广泛,既可以应用于科技领域进行研究和测试,也可以应用于艺术创作和展览等方面。

1.科技领域在科技领域,全息摄影技术可以应用于光学成像、显微镜、电子显微镜等设备的研究和测试。

其中,全息显微镜是利用全息摄影技术对生物细胞进行成像的一种方法,它可以将细胞的全部信息保存在三维图像中,能够提供更加真实、直观的细胞结构信息。

此外,全息成像技术还可以应用于生物和医学诊断、人体解剖学研究、材料物理学和工程学等领域。

2.艺术领域在艺术领域,全息摄影技术也有广泛的应用。

全息作品以其独特的艺术效果、视觉效果和空间感,获得了艺术家的青睐。

艺术家们利用全息摄影技术制作出的作品可以进行展览、展销、博物馆馆藏等,同时也可以应用于建筑装饰、环境艺术、工艺美术、书法绘画等方面。

此外,全息摄影技术还可以应用于教育、文化、科技传播等方面。

三、全息摄影技术的展望随着科技不断的发展,全息摄影技术和其它研究领域的交叉研究越来越多,使得全息摄影技术在应用前景和发展潜力方面变得更加广阔。

全息术的原理与应用

全息术的原理与应用

全息术的原理与应用全息术是一种非常神奇的科学技术,它能够呈现出三维立体的图像,在众多的领域发挥着重要的作用。

在医学、教育、军事等领域都有广泛应用。

全息术的原理是令人惊叹的,本文将着重探析全息术的原理与应用。

一、全息术的原理全息术的原理是基于光的物理学理论来实现的。

光学中有一种性质叫做光的干涉性,简单来说,当两束光线在空气中相遇时,在它们相遇的地方会产生一些交叉的波形。

如果将其中一束光阻塞住,留下另一束光穿过,我们就会看到在光穿过的区域出现了一些明暗不等的条纹,这就是干涉条纹。

如果把这些干涉条纹记录下来,并用一个光学仪器来重新聚焦这些条纹时,我们就可以看到一个非常神奇的现象:我们仿佛看到了空气中物体的精确复制品,而这个复制品是完全立体的,因为我们可以从不同角度看到物体的不同部分。

这就是全息术的原理,它使用激光光束对物体进行扫描,记录下物体的形状和表面细节,然后将这些信息记录在一张全息玻璃片上。

当我们使用激光光束重新照射玻璃片时,就会产生干涉条纹,当我们使用光学仪器聚焦这些条纹时,就会出现一个非常逼真的三维图像。

二、全息术的应用全息术的应用非常广泛,下面我们来探讨一下几个领域中如何应用全息术。

1.医学在医学中,全息术可以用来进行3D扫描、手术和康复辅助等。

医生可以使用激光扫描病人的身体,以获得更准确的包括骨骼、肌肉在内的三维数据。

在手术时,医生可以使用全息图像来帮助他们更好地了解病人体内的结构,以便更准确地进行操作。

在康复过程中,全息术也可以帮助治疗师更直观的观察病人的进展情况。

2.教育在教育中,全息术也有广泛的应用。

通过全息图像,学生可以更深入地了解物理、化学、生物等课程中的抽象概念,激发他们的学习兴趣。

同时,全息术也可以用来帮助学生更加准确的理解历史文物、艺术品等文化遗产。

3.军事在军事中,全息术可以用来制作“幽灵战士”和隐形战斗机等科技产品。

通过全息术,我们可以制作出逼真的3D头盔、瞄准器、夜视仪等装备,让士兵更加容易融入战场环境,提升战斗力,保证国家的安全。

全息技术的原理及应用现状

全息技术的原理及应用现状

全息技术的原理及应用现状引言全息技术是一种记录和再现三维空间中物体的光学技术,通过使用干涉和衍射原理,可以将物体的完整三维信息记录在一张平面上,然后再通过光的照射将其再现出来。

全息技术广泛应用于各个领域,包括科学研究、医学、艺术等。

本文将介绍全息技术的原理以及其在不同领域的应用现状。

全息技术的原理全息技术的原理基于光的干涉和衍射现象。

当一束激光照射到物体上时,物体会对光进行散射,产生波前形状。

然后,将物体放在光敏材料上,再次用同一波长和相干性的光照射,光将被散射和干涉,形成一个复杂的光场。

通过光场的干涉和衍射,可以记录下物体的三维信息。

全息技术的记录过程1.激光照射:将一束激光照射到物体上。

2.光的散射:物体对激光进行散射,形成波前形状。

3.干涉记录:将散射光与参考光(激光)进行干涉,形成干涉图样。

4.光敏材料的记录:将干涉图样记录在光敏材料上。

5.固定显影:用化学处理将记录在光敏材料上的图样固定。

全息技术的再现过程1.激光照射:将同一波长和相干性的激光照射在光敏材料上。

2.衍射复现:照射光通过光敏材料,衍射生成原始物体的复原波前。

3.人眼观察:人眼通过观察这个复原波前,再现出原始物体的三维信息。

全息技术在科学研究中的应用全息技术在科学研究中发挥了重要的作用,以下是一些主要应用:1.显微镜技术的改进:全息显微镜能够实现超分辨率成像,使得科学家能够观察到更细微的结构和细胞。

全息显微镜在生物医学研究中有很大的应用潜力。

2.全息光刻技术:全息光刻技术是一种制备微纳米结构的关键技术。

它可以将光的干涉和衍射原理应用于光刻工艺中,实现高分辨率和高精度的微纳米结构制造。

3.全息光学存储:全息光学存储是一种基于全息技术的数据存储技术,可以实现大容量、高速的数据存储。

它在信息技术领域有着广泛的应用前景。

全息技术在医学中的应用全息技术在医学领域有着广泛的应用,以下是一些主要应用:1.医学成像:全息技术可以实现三维医学成像,提供更准确的诊断信息。

全息技术的原理及应用医疗方向

全息技术的原理及应用医疗方向

全息技术的原理及应用医疗方向1. 引言全息技术是一种通过记录和再现光波的各个方面来生成三维图像的技术。

它具有高质量的三维影像重建能力和逼真的空间感,因此被广泛应用于医学诊断和治疗领域。

本文将介绍全息技术的原理,并讨论其在医疗领域的应用。

2. 全息技术的原理全息技术的原理基于光的干涉和衍射现象。

当两束光波相遇时,它们会产生干涉现象,形成明暗相间的干涉条纹。

全息技术利用这种干涉现象记录和再现光的相位和振幅信息,从而生成具有三维效果的图像。

3. 全息技术的应用医疗方向3.1 医学影像诊断全息技术在医学影像诊断中发挥着重要作用。

通过将全息图像与医学影像数据结合,医生可以观察器官和组织的三维结构,从而更准确地诊断疾病。

全息技术在医学影像诊断中的应用包括:•骨骼系统:通过全息技术可以生成骨骼结构的立体影像,帮助医生更好地诊断骨折、畸形等问题。

•内脏器官:全息技术可以生成内脏器官的三维图像,帮助医生观察器官的形态和位置,提高诊断准确度。

•血管系统:通过全息图像可以观察血管的走向和分布,帮助医生检测血管疾病和梗塞等问题。

3.2 医学教育和培训全息技术还广泛应用于医学教育和培训领域。

通过使用全息图像展示解剖学结构和手术操作过程,医学生和医生可以更好地理解和学习相关知识。

全息技术在医学教育和培训中的应用包括:•解剖学教学:全息图像可以展示人体解剖结构的立体模型,帮助学生更好地理解人体结构和器官的位置关系。

•手术模拟:通过使用全息技术,医生可以进行虚拟手术模拟,提前熟悉手术操作过程,提高手术成功率。

3.3 医学研究和科学探索全息技术还被广泛应用于医学研究和科学探索领域。

通过使用全息技术观察细胞结构、分子活动和生物过程,科学家可以更深入地研究生物学和医学领域的问题。

全息技术在医学研究和科学探索中的应用包括:•细胞观察:通过全息图像可以观察细胞的三维结构和形态变化,帮助科学家研究细胞的功能和特性。

•分子动态:全息技术可以记录分子的动态变化过程,帮助科学家研究分子在生物过程中的作用和机制。

全息技术的物理原理和应用

全息技术的物理原理和应用

全息技术的物理原理和应用全息技术是一种将物体的全息图像记录下来,并能够重现出物体三维图像的技术。

它起源于20世纪60年代,并在短时间内引起了极大的关注。

全息技术的物理原理是非常复杂的,并且对材料、光源和记录条件要求极高。

在本篇文章中,我们将深入探究全息技术的物理原理和应用。

一、全息技术的物理原理全息技术的物理基础是光的干涉现象。

当两束光线穿过相同的区域时,它们将产生干涉。

这种干涉可以分为两种类型:同相干和非同相干。

同相干干涉是指两束光线的波长完全相同,相位相同,并且在时间和空间上都非常相似。

在这种情况下,两束光线相遇后会发生增幅干涉,也就是叠加。

这种干涉会在空间中形成明暗相间的条纹,称为干涉条纹。

非同相干干涉则是指两束光线的波长不同,或者相位不同,或者它们在时间和空间上不相似。

在这种情况下,两束光线相遇后会发生减幅干涉,也就是衰减。

这种干涉不会产生干涉条纹,但会产生全息图。

全息图是一种在空间和时间上记录了物体的全部信息的记录介质。

全息图是由两部分组成的:参考波和物波。

参考波是光学记录介质上的一束平行光线。

当这束光线照射到记录介质上时,它被分为两束,一束照射到物体上,一束被反射回来。

物波是反射回来的光线,它会将物体的信息传输到记录介质上,并与参考波产生干涉。

当物波和参考波相遇时,它们会产生干涉条纹,并记录在光学记录介质上。

这种记录方式称为全息记录。

全息记录的强度和相位信息被记录下来,因此,可以通过读取记录介质来重现物体的三维图像。

二、全息技术的应用由于全息技术可以记录物体的全部信息,因此在各个领域都有广泛的应用。

以下是几种典型的应用:1. 全息显微镜全息显微镜是一种利用全息技术来增强传统光学显微镜分辨率的设备。

它可以识别出非常小的细胞和细胞组织,还可以在细胞内部观察分子的行为。

2. 全息相机全息相机是一种可以拍摄物体三维图像的相机。

它使用全息记录介质来记录物体的全部信息,并通过读取记录介质来重现物体的三维图像。

全息术的原理及其在显微镜技术中的应用

全息术的原理及其在显微镜技术中的应用

全息术的原理及其在显微镜技术中的应用随着科学技术的不断进步,人类对于事物的观察能力也不断地提高。

显微镜作为一种非常重要的科研工具,被广泛应用于生命科学、医学、材料科学等领域。

近年来,随着全息术的发展,全息显微镜作为一种新型显微镜正在逐渐成为关注的焦点。

本文将简单介绍全息术的原理,并探讨其在显微镜技术中的应用。

一、全息术的原理全息术是一种记录光波干涉相关信息的技术。

在全息术中,将可见光束分为两束,一束称为参考光波,另一束为物光波。

当这两束光波相遇时,它们会发生干涉,产生干涉条纹。

这些干涉条纹是在相空间中记录下物体形态和位置等信息的。

在全息术中,通过记录这些干涉条纹,并保留干涉的相位信息,将其保存到一个介质中,可以得到一个类似于物体三维结构的鬼影,也称为全息图。

全息图是一种非常有用的光学信息载体,它记录了物体原来所有的相位信息。

与传统的拍摄方式不同,全息图记录了光的相位信息,从而可以在重建时还原物体的形态和位置信息。

全息图可以用于三维成像、光学显示、光波分析等方面。

二、全息显微镜的应用全息术的应用在显微镜领域中也有很大的发展。

与传统的透射式显微镜不同,全息显微镜通过全息技术将光束分为物光和参考光,通过干涉重建来还原物体的三维形态。

全息显微镜与透射式显微镜相比,在成像方面具备以下优势:1. 三维成像能力。

传统的透射式显微镜只能呈现物体的二维图像,而全息显微镜则可以通过干涉重建得到物体的三维形态图像,具备更好的空间分辨率。

2. 抗污染能力强。

在透射式显微镜中,光线通过样本时会被散射或吸收,容易产生杂散的光线,从而影响成像质量。

全息显微镜则采用物光和参考光的干涉重建方法,可以抑制样品中杂散光的影响。

3. 成像速度较快。

在透射式显微镜中,为了获得高分辨率的成像效果,通常需要使用高数目的像素来记录图像,从而导致成像速度较慢。

而全息显微镜通过干涉重建,可以使用较少的像素来记录图像,从而实现了快速成像。

在显微镜领域中,全息显微镜还可以应用于高分辨率成像、低照度成像、动态成像等方面。

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全息术的原理、应用及展望摘要:全息术是一种用相干光干涉得到物体全部信息的2步成像技术,是一门正在蓬勃发展的光学分支,近年来已渗透到社会生活的各个领域并被广泛地应用于近代科学研究、工业生产和生活中.本论文首先介绍了全息术的发展历程,然后就其原理及应用进行了深入探讨,最后探讨了一下全息术的发展前景.关键字:全息术;原理;应用;展望;白光再现The Principal, Application and Prospects of holographyAbstract:Holography is a two-step imaging technology which obtains the whole information from an object with the coherent light interference. It is an active branch of optical, in recent years, it has penetrated into every field of the social life and widely used in modern scientific research, industrial production, and it have already been stepping into the modern life. Firstly, this thesis introduces the development of holography, and then had a thorough discussion on the principle and application, and finally discusses the prospects for the development of holography.Key words:Holography;Principal;Application;Prospects;White light reconstruction引言1948年伽柏提出了一种全新的两步无透镜成像法──全息术,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,使它与由物体衍射(或散射)的光(物光)相干涉,把这干涉场记录下来,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在普通照相过程丢失的位相信息记录下来。

它具有三维立体性、可分割性以及信息容量大等特点。

1 全息照相概述全息术是利用光的干涉和衍射原理,将物体发射的特定光波——干涉的形式记录下来,并在一定的条件下使其再现,形成原物逼真的立体像。

因为它记录了物体光波的全部信息(振幅和相位),因此称为全息照相或全息术。

其原理可用8个字来表述:“干涉记录,衍射再现”。

[1]全息术是一种不用透镜成像,而用相干光干涉得到物体全部信息的2步成像技术。

1.1 全息照相与普通照相的异同全息照相与普通照相在原理和方法上都有本质的差别。

普通照相是以几何光学原理为基础,利用透镜成像来记录物体各点的光强分布,反映的是物体波场的振幅信息,所成像为二维平面图像。

而全息照相是利用相干光叠加而发生干涉的原理,借助所谓参考光波与原物光波的相互作用,记录下二种光波在记录介质上的干涉条纹,这种干涉条纹不仅保存了物光波(从物体反射的光波)的振幅信息,同时还保存了物光波的位相信息,它只有在高倍显微镜下才能观察到[2]。

记录了干涉条纹的全息照片可以看做是个复杂的衍射光栅,当用与原参考光波相同的光再照射该光栅时,其衍射波能重现原来的物光波,在照片后原物的位置就可以观察到原被照物的三维图像。

由于振幅和相位都被记录下来了,重构光波自然包含了物体的三维信息,观察着接收重构光波时,能感受逼真的三维物体,所以称为全息[3]。

下图即为一张用普通相机对重构光场拍摄的照片,图1.1和1.2从不同角度观察同一场景,得到不同的透视关系,而且对准物清晰,为对准物模糊。

这与直接观察三维物体效果相同,所以全息图能产生身临其境的感觉。

(a) (b)图一全息图的三维效果1.2 全息术的发展历程全息术是Gabor早在激光出现之前发明的。

下面先从他的思想的由来谈起。

伽柏在15岁开始对物理产生了特别的爱好,对阿贝显微理论和Lippman彩色照相术着了迷。

1934年他到英国一家公司研究室工作后,该公司的姐妹公司制造电子显微镜需要提高分辨率,他对此很感兴趣,并获得机会进行光学实验研究,当时电子显微镜的分辨能力已比最好的光学显微镜提高了一百倍,但仍不足以分辨晶格,为了提高分辨率,伽柏经过长期思索后,正值1947年复活节的一个晴天,他在网球场等待一场球赛时突然想到:“为什么不拍摄一张不清楚的电子照片,使它包含着全部信息,再用光学方法去校正它呢?”他考虑到电子物镜永远不会完善,若把它省去,利用相干电子波记录相位和强度信息,再利用相干光再现无相差的像,则电子显微镜的分辨率可提高到0.1nm,从而可以观察晶格。

就是伽柏当时研究全息术的基本思想。

在发明全息术的前几年,伽柏看过布喇格的“X射线显微镜”,布喇格采用两次衍射使晶格的像重现。

尽管X射线无法利用透镜成像,但原子的间距与X射线的波长同数量级,周期性排列的原子对入射X射线相互散射,会产生衍射点阵;用相干光对这种衍射图样做第二次衍射,便可恢复晶格的像。

这就是伽柏两步成想法的由来。

然而他注意到,布喇格的方法还不足以记录相位信息,故只适用于入射线与衍射线之间发生的相位改变量已知的一些特殊物体。

为了解决相位的记录问题,伽柏想到了Zernike在研究透镜差时使用过的“相干背景”。

他认为:如果没有什么东西作比较,丢失相位是不足为奇的;但加上一个标准,即用“相干背景”作为参考波,那么参考波与衍射波相互干涉,用照相底片记录干涉图样,便得到包含相位信息在内的干涉图像,伽柏称之为“全息图”。

“全息”二字来源于希腊字,意思是“信息的全部记录”。

[4]其真正的发展是在20世纪60年代激光发明之后。

从1948年伽柏提出这一思想到二十世纪中期,全息级衍射波是分不开技术都是采用汞灯作为光源,而且是所谓的同轴全息图,它的1的,即存在“孪生像”的问题,不能获得好的全息像。

这是第一代全息图,是全息术的萌芽时期。

此时的全息图存在两个问题,一是再现原始像和共轭像分不开,另一个是光源的相干性太差。

1960年激光的出现提供了高相干性光源,随后就有人提出了离轴全息术,用离轴的参考光与物光干涉形成全息图,再用离轴的参考光照射全息图,使全息图产生三个在空间互相分离的衍射分量,其中一个复制出原始物光。

由此进入第二代全息图,从而使全息术在沉睡了十几年之后得到了新生,进入了迅速发展年代,相继出现了多种全息方法,并在信息处理、全息干涉计量、全息显示、全息光学元件等领域得到广泛应用。

然而由于激光再现的全息图失去了色调信息,人们开始研究第三代全息图。

第三代全息图是利用激光记录和白光再现的全息图。

激光的高相干性要求全息拍摄过程中各个元件、光源和记录介质的相对位置严格保持不变,并且相干噪声也很严重,这给全息术的实际应用带来了很大的不便。

[2]因此,就对第四代全息术的发展提出了要求,从而使全息术走出实验室,进入广泛的实用领域。

2 全息的基本原理为了更好的理解全息术,先讨论一下人眼为什么能看到某个物体。

这是由于这个特定物体发出(或反射)的光波将物体的信息传递到了眼睛。

如果能够记录携带物体全部信息的物光波,并在一定条件下再现(亦称重现)这个物光波,即使这个特定物体已经不存在,但只要眼睛完全接收到这个再现波,就可以“看到”原物体的三维立体图像,如同物体仍在原来的位置。

全息照相分成两步,第一步是物光波记录,第二步是物光波的重现。

[3]记录物体发出的光波就是既要记录物光波的振幅,又要记录物光波的相位。

而全息照相的记录介质主要仍然是普通的感光片,它只对光强即光振幅敏感,对光的相位没有反应。

因此需要采取措施把物光波的相位分布转换为强度分布加以记录。

2.1 波前记录设物体散射的物光波为()()()[]y x j y x O y x O O ,ex p ,,0ϕ=另一个与物光波相干的参考光波为()()()[]y x j y x R y x R R ,ex p ,,0ϕ= 经常把参考光取成平均平面波,[4]即()y x R o ,为常数。

这两个相干光波在记录平面上叠加形成的光强为()()()()()()()()()y x R y x O y x R y x O y x R y x O y x R y x O y x I ,,,,,,,,,222**+++=+=()()()()()()[]y x y x y x R y x O y x R y x O R O ,,cos ,,2,,002020ϕϕ-++= 假设记录过程是线性的,胶片的复振幅透过率函数()y x t ,正比于光强,则()()()()[]()()()()[]y x y x y x R y x O y x R y x O t y x I t y x t R O b b ,,cos ,,2,,,,002020ϕϕβββ-•+++=+= (1)式(1)中,b t 和β是反映胶片属性的两个常数。

式(1)就是全息图的复振幅透光率函数,可见,它是物光和参考光干涉条纹的集合。

[5]2.2 波前重构用一束相干光()y x B ,照明式(1)描述的全息图,[6]从全息图衍射的光波为()()()y x t y x B y x U ,,,=()()()[]()()()()()()()y x B y x R y x O y x B y x R y x O y x B y x R y x O y x B t b ,,,,,,,,,,2020**++++=βββ4321U U U U +++= (2)如果照明光波就是参考光波,[7]即()()y x R y x B ,,=,式(2)中的第三项变成()()23,,y x R y x O U β= (3)由于参考光波是均匀的,()2,y x R 为常数,所以除了多出一个常数,3U 就是物光波。

如果照明光波是参考光的共轭波,即()()y x R y x B ,,*=,式(2)中第四项为()()24,,y x R y x O U *=β (4) 除了多出一个常数,4U 就是物光的共轭波。

[8]3 全息术的应用近三十年来,全息术发展极为迅速,已渗透到国民经济的各个领域。

全息与艺术的结合已经迈出了坚实的一步,种类繁多的全息艺术制品早已走进市场,走入寻常百姓的生活中。

作为一种高技术,全息在工业、国防、医学、航空航天等领域已无所不用,甚至在光学计算、光学互联等前沿学科的研究中也已占有一席之地。

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