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浅谈全息术

作者:编辑 徐云鑫 发布时间:2008-12-01 点击:1133 我要评论 评论条数:0

    麦克斯韦理论告诉我们,光是某一波段的电磁波,振幅、频率(波长)和相位表示了光的全部信息。从被摄物体上各点反射出来的光不仅强度不同,而且位相也不同。普通的照相是利用透镜成像原理,在感光胶片上只记录被摄物体表面反射光的强度(振幅)变化—— 形成平面像,而对于反射光的位相信息却没有记录。而全息照相则是一种既记录反射光的强度,又记录反射光的位相的照相技术。

全息术也称全息照相,其原理可用8个字来表述:“干涉记录,衍射再现”。全息术是一种二步成像的照相技术,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。它利用物光和参考光在感光胶片上进行干涉叠加形成全息照片,再运用衍射原理使之再现,因此全息照相的过程包括全息记录和全息再现两个过程。第1步是记录,即底片上以干涉条纹的形式存储被摄物的光强和位相。第2步是再现,即用光衍射原理来重现物体原来的三维形状。

1948年英国科学家丹尼斯 伽伯(Dennis Gabor)提出全息术原理后,便有一些学者开始了全息术的研究工作,但由于当时没有好的相干光源,所以研究工作进展较慢,直到1960年激光器出现以后,全息术才得到迅速发展。

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);还可以根据记录全息的材料不同分为振幅型全息和相位型全息。

全息术有以下特点:

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。

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。

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。

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。

全息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和工业生产中。特别是在现代测试技术、生物工程、医学、艺术、商业、保安以及现代存储技术等方面已显示出其特殊的优势。全息技术的产品越来越多地走向市场,如:高聚物全息防伪标识、透明激光全息防伪膜等产品都被成功的推向市场。这种新技术正以极大的魅力吸引着众多的科技人员致力研究,其发展前景无限美好。目前全息显微、全息检测、全息显示、全息模压、全息元件等技术的开发,使全息图在医学、计量、信息、文字图像、装饰、防伪、海洋学、军事等领域都得到广泛应用。

 

 

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