彩虹全息的发展与应用
一步彩虹全息PPT
导师：张子云
一、全息术的发展 英籍匈牙利科学家丹尼斯· 盖伯 (Dennis Gabor)发明了全息术 1961～1962年，E.N.利思等人对 伽柏全息图进行了改进，引入" 斜参考光束法"一举解决了"孪生 像"问题，用氦氖激光器成功地 拍摄了第一张实用的激光全息图 1969年本顿(Benton)发明了二步 彩虹全息术，掀起以白光显示 为特征的全息三维显示新高潮。 hsuan chen和F.T.S.Yu提出的一 步彩虹全息 Stephen Benton - Pioneer of modern holography
四、彩虹全息实验 彩虹全息实验一
实验编 号 曝光时 间 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
120s 130s 140s
150s 160s 170s 180s 190s 200ss 210s
实验结 果
差
良
良
优
优
优
良
良
良
差
在当前实验参数下，肉眼观察显示150s左右拍摄的全 息图效果最佳，且从120s到150s，全息图再现像质量 递增；而从170s到210s，全息图再现像质量递减。
彩虹全息
一步彩虹全息
和
二步彩虹全息
的比较：
1）一步彩虹全息制作简单，噪声小，但视场较小； 2）二步彩虹全息制作复杂，噪声较大，但视场大。
彩虹全息图的特点： 1）可以用白光再现； 2）再现像呈现彩虹状的彩色，但再现像的色彩与原物体的 色彩无关，而仅与再现照明光包含的波长组分有关。 例如：用白炽灯照明和用日光灯照明，得到的彩虹效 果有很大差异。 3）彩虹全息属于假彩色全息。
五、总结
• 彩虹全息是一种用途广泛的全息术，目前已经广泛的 应用于产品包装，商标的印刷，以及办公多媒体。然 而彩虹全息至今的应用仍局限于实验室和部分工业方 面，在民用方面仍然需要很长时间的发展，这源于彩 虹全息对实验环境的要求较高，需要稳定的实验平台 ，相干性较好的光源，需要避免实验过程中杂光的干 扰，所以目前彩虹全息还是激光记录，白光照明再现 。学界一直在寻求白光记录，白光再现的方法，相信 随着科研人员的不懈努力，彩虹全息技术会有新的突 破。当然我们也明白，彩虹全息的问题远远没有讨论 完，依然有许多复杂的问题有待我们去发现和解决。 这也是科学让我们为之着迷的秘密所在。
一步彩虹全息PPT
全息图不过是一个记录了物体光波振幅和位相信息的复杂光栅，
光栅条纹的位置编码了物体光波的位相 0 x, y， 光栅的反衬度码
了物体光波的振幅 O0 x, y，这样一来就将物体的位相信息记录到
了全息干板上。
三、彩虹全息术
1、什么是彩虹全息术？
彩虹全息是利用记录
时在光路的适当位置
加狭缝，再现时同时
一步彩虹 全息实验
导师：张子云
一、全息术的发展
英籍匈牙利科学家丹尼斯·盖伯 (Dennis Gabor)发明了全息术
1961～1962年，E.N.利思等人对 伽柏全息图进行了改进，引入" 斜参考光束法"一举解决了"孪生 像"问题，用氦氖激光器成功地 拍摄了第一张实用的激光全息图
1969年本顿(Benton)发明了二步 彩虹全息术，掀起以白光显示
彩虹全息
用激光拍摄 激光
O S
记录
R
S’
z
L
通过激光干涉记录下物体的振幅 信息和物体的位相信息
O’ H
彩虹全息 用白光再现（共轭光）
R2* (白光)
H2 彩 虹 像
再现
红 黄绿 蓝紫
狭缝像
彩虹全息实验平台
图片说明： (1) He-Ne激光器控制器；(2) He-Ne激光器：632.8nm， 1.5mW，含电源；(3) 衰减器；(4) 半透半反镜；(5) 反射镜； (6) 双凸透 镜：Φ40mm，f150mm；(7) 扩束镜系统：40倍扩束镜，15um真空滤波
伪世 造界 的上 钞最 票难
2、彩虹全息多媒体平台
2014年BBAMS音乐盛 典上实现了已故巨星迈
克尔·杰克逊 （MichaelJackson）在 舞台上的表演，据闻也 是应用了这种技术，取
全息技术的发展历史及其应用前景
全息技术的发展历史及其应用前景Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT全息技术的发展历史及其应用前景整理By：标准时间3本文主要介绍全息技术的工作原理、发展历史及应用前景。
1.全息技术的工作原理全息技术利用了光的干涉原理来记录物光波并利用光的衍射原理来再现物光波，因此其工作过程主要分为全息记录和全息图的再现。
本文以激光全息照相为例说明其工作原理。
全息记录全息记录利用了光的干涉原理，因此要求记录的光源必须是相干性能很好的激光。
图1-1是拍摄全息照片的光路图。
由激光器发出的激光束，通过分束镜(Beam splitter)分成两束相干的透射光和反射光：一束光经反射镜Mirror1反射，扩束镜Lenses1扩束后照射到被拍摄物体上，再从物体投向照相底片(Film)上，这部分光称为物光（Object beam）。
另一束光经反射镜Mirror2反射，扩束镜Lenses2扩束直接照射到底片上，称为参考光（Reference beam）。
由于同一束激光分成的两束光具有高度的时间相干性和空间相干性，在照相底片上相遇后，形成干涉条纹。
由于被摄物体发出的物光波是不规则的，这种复杂的物光光波是由无数的球面波叠加图1-1 拍摄全息照片而成的，因此，在全息底片上记录的干涉图样是一些无规则的干涉条纹，这就是全息图。
全息图的再现全息图的物像再现过程就是光的衍射过程。
一般采用拍摄时所用的激光作照明光，并以特定方向或与原参考光相同的方向照射全息图片，就能在全息图片的衍射光波中得到0级衍射光波和±1级衍射光波（如图1-2所示）。
图1-2中，把拍好的全息照片放回底片架上，遮挡住光路中的物光，移走光路中的被拍物体，只让参考光照在全息图片上。
这样在拍摄物体方向可看到物的虚像，在全息照片另一侧有一个与虚像共轭的对称实像（不易观察到），这是最简单的再现方法。
2.全息技术的发展历史全息照相技术是1948年英国科学家丹尼斯?伽伯(Dennis Gabor)为改善电子显微镜成像质量提出的重现波前的理论，并因此获得了诺贝尔奖。
全息技术的原理、分类详解、应用领域、发展历史及其未来发展趋势
全息技术的原理、分类详解、应用领域、发展历史及其未来发展趋势目录一、什么是全息投影 (1)二、全息技术的原理 (2)三、全息投影分类 (4)四、全息技术的应用 (16)五、3D全息投影之幻影成像系统介绍 (23)六、3D全息投影价格是多少： (29)七、发展历史及其未来趋势 (29)一、什么是全息投影全息投影技术是近些年来流行的一种高科技技术，它是采用一种国外进口的全息膜配合投影再加以影像内容来展示产品的一种推广手段.它提供了神奇的全息影像，可以在玻璃上或亚克力材料上成像。
这种全新的互动展示技术将装饰性和实用性融为一体，在没有图像时完全透明,给使用者以全新的互动感受,成为当今一种最时尚的产品展示和市场推广手段。
全息投影设备包括:全息投影仪，全息投影幕,全息投影膜，全息投影内容制作等。
航天科工数字展示事业部提供3D 全息投影成像系统项目策划、3D全息投影成像展示内容制作、3D全息投影成像息设备集成、3D全息投影成像系统安装调试、3D全息投影成像技术支持等，很高兴和朋友们一起研究、探讨3D 全息投影的相关技术，137 **** **** 刘工QQ：594353024 航天科工系统仿真数字展示事业部。
二、全息技术的原理全息投影技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术.其第一步是利用干涉原理记录物体光波信息，此即拍摄过程：被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束；另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度,从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。
记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片;其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息,这是成象过程：全息图犹如一个复杂的光栅，在相干激光照射下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象，即原始象（又称初始象）和共轭象.再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应.全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息，故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像，通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像，而且能互不干扰地分别显示出来。
彩虹全息纸、专版全息纸的制作及应用
书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
彩虹全息纸、专版全息纸的制作及应用
环保型的彩虹全息纸、专版全息纸，自上市以来成为包装市场的亮点，深受烟草行业客户的欢迎。
本文就彩虹全息纸、专版全息纸的防伪特性、生产过程、技术指标、产品规格以及市场应用作简略的介绍。
一、防伪特性
防伪就是指防止以欺骗为目的，未经所有权人准许而进行仿制或复
制的措施。
彩虹全息纸、专版全息纸由于采用了大视场全息制版技术和其他全息制版技术相结合，加之制作过程复杂，因而防伪力度特别强，不易被仿制。
二、生产过程
彩虹全息纸、专版全息纸的生产过程较为复杂，一般要经过模压彩
虹全息专版制作、投料、模压、配料、涂布、镀膜、复合、固化、剥离、分切等工艺制作过程。
1．彩虹，专版全息版制作
制作彩虹、专版全息版要用到2D/3D彩虹全息、大视场全息等制版
技术，一般也要经过模型制作、光刻感光版、激光全息照相和电铸制版等过程。
2．投料
按照生产计划，选择符合要求的薄膜/纸进行投料。
3．模压
用模压彩虹、专版全息版在模压机上对薄膜进行模压加工，将全息
图热转移到薄膜上，产生彩虹全息效果。
在这过程中要控制好温度、压力，井调节好运行张力。
专注下一代成长，为了孩子。
全息术的发展简史
全息术的发展简史及现代应用摘要：本文简要概述了全息术的发展过程及其主要发展阶段，进而列举出全息术几项主要的现代应用。
关键词：全息术、干涉、衍射、记录、再现、应用引言：全息术也称全息照相，它是利用光的干涉和衍射原理，将物体反射的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象，简单来说就是“干涉记录，衍射再现”。
全息术具有三维性、不可撕毁性、再现象的缩放性、信息量大等特点，广受社会各界的欢迎。
短短几十年，全息技术意渗透社会生活的各个领域并被广泛应用于近代科学研究和工业生产中。
本文主要介绍全息发展的四个主要阶段以及现代应用中的几个方面。
全息术的四个发展阶段1.1阶段一汞灯作光源，同轴全息图全息照相技术是英籍匈牙利科学家丹尼斯·盖伯（Dennis Gabor）最先提出想法并发明的。
1947年他从事电子显微镜研究，而当时由于电子透镜的像差比光学透镜要大得多，限制了分辨率的提高。
针对这一问题，1948年盖伯提出一种用光波纪律物光波的振幅和相位的方法——波前重建，即全息术，并用实验证实了这一想法，并制成第一张全息图。
从那时起到20世纪50年代末期，全息照相都是采用汞灯作为光源，是所谓的同轴全息图，它的±1级衍射波是分不开的，这是第一代全息图。
此阶段是全息术的萌芽时期，这时期的全息图存在两个严重问题，一个是再现的原始象和共轭像分不开，另一个是光源的相干性太差。
因此，这十几年间全息术的进展较为缓慢。
1.2阶段二激光记录，激光再现，离轴全息图1960年激光的出现，提供了一种高相干性光源。
1962年美国科学家利思（Leith）和乌帕特尼克斯（Upatnieks）将通信理论中的载频概念推广到空域中，突出离轴全息术，就是用离轴的参考光与物光干涉形成全息图，再利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。
这样，就产生了激光记录、激光再现的第二代全息图。
彩虹全息的发展与应用
Dennis Gabor
• 1948年：英籍匈牙利科学家Gabor发明全 息术，获诺贝尔物理学奖。
• 1962年：美国科学家Leith、Upatnieks和 Denisyuk分别发明了离轴全息和反射全息， 实现了三维物体的波前再现。
• 1962-1969：围绕降低成本，实现明亮的白 光再现全息图掀起了第一轮显示全息研发 高潮，出现了第一批热衷于显示全息的科 学家、工程师和艺术家。
虹光 息虹虹虹虹虹
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彩虹全息
•
彩虹全息是一种
用白光再现的全息，
特点是再现像的色彩
随观察角度而变化有
如虹一样，故称彩虹
全息。
彩虹全息拍摄方法
分二步： • 用普通方法拍摄一张透射全息图，以此全
息图作为物； • 用一束逆平行于原始参考光的光再现实像，
• 2）彩虹全息图的应用
由于全息图的色块组 合是随机编码的，即使同 一设备也难制出完全相同 的全息模板，因此彩虹全 息图像已广泛应用制作防 伪标签，也可将全息图直 接转印到纸品上，现已广 泛用于票证，商标，信用 卡等商品的防伪上。
• 3）彩虹全息防伪的发展
•
我国将激光全息技术用于防伪始于80年代，
• 3）第三代加密全息图像防伪技术
1.激光阅读 2.光学微缩 3.低频光刻 4.随机干涉条纹 5.莫尔干涉加密
• 4）第四代激光全息防伪技术
1.组合全息图 2.真三维全息图
彩虹全息研究应用
• 1）彩虹全息纸、专版全息纸
二元光学元件在彩虹全息拍摄中的应用
二元光学元件在彩虹全息拍摄中的应用彩虹全息是一种非常具有特色的全息技术，它涉及到二元光学元件的应用。
二元光学元件是一种特殊光学元器件，其特点是可以对光的偏振状态进行控制。
在彩虹全息的拍摄中，二元光学元件的应用非常重要。
本文将从二元光学元件的基本原理、彩虹全息的基本原理、二元光学元件在彩虹全息拍摄中的应用等方面进行阐述。
1.二元光学元件的基本原理二元光学元件是一种光学偏振元件。
它的主要作用是改变入射光的偏振状态。
二元光学元件有许多种，其中最常见的是偏振分束器和偏振棱镜。
偏振分束器是一种通过将输入的线性偏振光分为两个互相垂直的线性偏振光的光学元件。
偏振棱镜是一种具有两个不同折射率的折射晶体组合而成的光学元件。
它可以将线性偏振光分解成两个正交偏振光，或将正交偏振光合成为线性偏振光。
2.彩虹全息的基本原理彩虹全息是一种把被拍摄物体的光场记录下来的全息技术。
在彩虹全息的拍摄过程中，先用激光把被拍摄物体的光场记录到全息底片上。
然后再用激光照射全息底片，这时可以看到被拍摄物体的三维立体影像。
而在全息底片上，由于记录了被拍摄物体的全息图像，因此在照射全息底片时，会因衍射效应而形成一彩虹光芒。
这就是彩虹全息的基本原理。
3.二元光学元件在彩虹全息拍摄中的应用在彩虹全息的拍摄中，二元光学元件有着非常重要的应用。
其主要作用有以下几点：(1)控制光的偏振状态。
由于彩虹全息需要记录入射光场的全部信息，而这个入射光场的偏振状态是比较重要的。
因此，在彩虹全息的拍摄过程中，需要使用二元光学元件将入射光的偏振状态进行控制，以保证全息图像的质量和准确度。
(2)抑制全息图像的显色。
在全息底片上，由于衍射效应的影响，会产生一定的显色效应。
这会影响到彩虹全息的观察效果。
在这种情况下，可以通过使用二元光学元件，将全息底片上的显色效应进行抑制，以获得较好的观察效果。
(3)提高全息图像的分辨率。
在全息底片上，由于衍射效应的影响，容易使全息图像的像质变得模糊。
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Dennis Gaቤተ መጻሕፍቲ ባይዱor
• 1948年：英籍匈牙利科学家Gabor发明全 息术，获诺贝尔物理学奖。
• 1962年：美国科学家Leith、Upatnieks和 Denisyuk分别发明了离轴全息和反射全息， 实现了三维物体的波前再现。
• 1962-1969：围绕降低成本，实现明亮的白 光再现全息图掀起了第一轮显示全息研发 高潮，出现了第一批热衷于显示全息的科 学家、工程师和艺术家。
紧紧把握住全息与其他方面技术相结合，把激光
全息技术作为技术发展的主要方向，挖掘和创新
产品是至关重要的。
全息术的发明与应用发展
• 全息术即全息照相术，是记录波动（包 括机械波、电磁波和光波）干扰的振幅和 位相分布，以及使之再现的专门技术。它 广泛地用作三维光学的成像，也可用于声 波（声全息）和射频波。“全息”意思是 全部的信息，即不仅是振幅信息，还包含 位相信息在内.
•
•
• 1996-2000年：一方面激光全息防伪商标在中国 逐渐丧失公众信心走向泛滥，另一方面模压全息 开始向宽幅面印刷和包装材料发展。 1996年， ZEBRA IMAGE成立，在数码全息领域占据先机。
• 1999年，AFC成立，牢牢抓住全息显示的研发， 不惜血本追求卓越。
• 2001-2005：模压全息和印刷的结合产业在中国 发展强劲，中国成为全世界防伪印刷包装产业的 中心。2005年IHMA的全息印刷与包装的第十次 年会在深圳五洲宾馆举行，获得空前成功。
• 1980-1985年: 1984年ABNH公 司为美国NATIONAL GEOGRAPHICS封面制作的三 维雕刻鹰全息图，以及为信用 卡防伪制作的VISA MASTER 模压全息防伪标识，标志着以 防伪为中心的模压全息产业的 开始。
Stephen Benton
• 1984年在北京举办了第一次中国人自己的显 示全息展览会。
• 1969年：美国麻省理工学院的物理学家 Stephen Benton发明了彩虹全息术，掀起 以白光显示为特征的全息三维显示新高潮， 并带来了当前风靡世界的模压全息产业,掀 起了以防伪为宗旨的印刷包装新革命。
• 1970-1980年：以Stephen Benton为首的热衷于显示全息 的科学家、工程师和艺术家的 人数逐渐增加，同时，模压方 式批量复制全息图的工艺和设 备正在逐步成熟。
分类
• 彩虹全息术——根据产生实像的方法不同分为： • 二步法彩虹全息术 • 一步法彩虹全息术
彩虹全息图
• 1) 什么是彩虹全息图 • 彩虹全息图像以普遍全息图像作为拍摄
物体，经一系列程序处理后制成的彩虹全 息照片。目前常用的是激光彩虹模压全息 图问防伪技术，它是利用激光全息图制版 技术和模压复制技术，在产品上制作的是 一种可视的图文信息。
• 2）彩虹全息图的应用
由于全息图的色块组 合是随机编码的，即使同 一设备也难制出完全相同 的全息模板，因此彩虹全 息图像已广泛应用制作防 伪标签，也可将全息图直 接转印到纸品上，现已广 泛用于票证，商标，信用 卡等商品的防伪上。
• 3）彩虹全息防伪的发展
•
我国将激光全息技术用于防伪始于80年代，
• 2）新一代镭射彩虹全息压膜机 • 3）球基面反射型彩虹全息
谢谢！
如虹一样，故称彩虹
全息。
彩虹全息拍摄方法
分二步： • 用普通方法拍摄一张透射全息图，以此全
息图作为物； • 用一束逆平行于原始参考光的光再现实像，
但照射的只是全息图上约10毫米的水平窄 带，第二个全息图底片位于实像上，也用 参考光照射拍摄，这样就得到彩虹全息图。
特点
• 用白光再现时这类全息图有较高 的衍射效率，因为绝大部分衍射 光向观察者眼睛方向散射，但缺 点是牺牲了垂直方向的视差。
• 在记录系统中适当位置上加入一 个狭缝，其作用为限制再现光波， 以降低像的色模糊，从而实现白 光再现单色像。
彩虹全息术
• 彩虹全息术最初是由S.A.本顿提出的。 它是用激光记录全息图，用白光透射再现。 根据人眼是水平排列的特点，成像只有在 水平方向有视差效应。彩虹全息保留了水 平方向的物体信息，牺牲垂直方向的物体 信息，从而可以降低对照明光源的时间相 干性的要求。它将不同波长的光沿着垂直 方向色散开来，在不同的高度可以看到不 同颜色的假彩色立体再现像。
• 3）第三代加密全息图像防伪技术
1.激光阅读 2.光学微缩 3.低频光刻 4.随机干涉条纹 5.莫尔干涉加密
• 4）第四代激光全息防伪技术
1.组合全息图 2.真三维全息图
彩虹全息研究应用
• 1）彩虹全息纸、专版全息纸
专版彩虹全息纸作为一种环保型的绿色防伪材料可广 泛应用于多种领域： 1 可作为包装材料，用于食品、药品、烟草、化妆品等 外包装用。 2 可作为印刷商标、标签用。 3 可作为防伪用的证件、债券用。 4 可作为高档装饰材料用。 5 可作为塑性塑料薄膜的替代品用。 6 可作为广告、媒体、办公领域用。
彩虹全息的发展与应用
0820112235 李佳
内容
• • • • • •
• •
彩 激 展全 彩 彩 彩 彩 彩
虹光 息虹虹虹虹虹
全防 术全全全全全
息伪 的息息息息息
研技 发图术特拍介
究术 明
及点摄绍
应的 与
其
方
用发 应
分
法
展用
类
发
彩虹全息
•
彩虹全息是一种
用白光再现的全息，
特点是再现像的色彩
随观察角度而变化有
90年代为模压全息防伪的鼎盛时期，随着全息防
伪的广泛应用和其他防伪技术的出现，人们对全
息防伪众说缤纷。目前由于技术上，管理上存在
诸多问题，极大的降低了激光全息防伪技术在人
们心目中原有的位置。因此，如能加强管理，加
强技术，生产高质量的三维全息图，同时在显示，
照相技术和材料三方面不断的挖潜，完善和创新，
• 2006年7月：第七届国际显示全息学术会议在英 国的北威尔士召开。会议围绕三大主题:数码全息 （包括数码全息打印设备和数码全息信息采集系 统）,银盐材料,彩色显示。
激光防伪技术的发展
• 1）第一代激光防伪技术主要用于制作激光 模压全息图像防伪标贴。
• 2）第二代改进型激光全息图像防伪技术
1.应用计算机图像处理技术改进全息图像 2.透明激光全息图像防伪技术 3.反射激光全息图像防伪技术
• 1986-1990：模压全息引入中国，1986年，中 国人自己举办的第一届国际显示全息展览会在 北京获得轰动效应。青岛琦美图像有限公司， 深圳大学反光材料厂相继成立，迈出了中国模 压全息产业的第一步，开始了以防伪为中心的 第一轮显示全息产业化的历程。
• 1991-1995：中国掀起了激光全息防伪商标生 产线的狂热投资浪潮。1993年国际全息制造 商协会IHMA（INTERNATIONAL HOLOGRAM MANUFACTURER ASSOCIATION）成立，标志着模压全息已成 产业，并在全球范围内蓬勃发展。MIT在数码 全息的基本研究方面取得突破性进展。