全息照相技术简介03电联3号陈梓生摘要：全息原理是伽柏(D.Gabor,1900-1979)于1948年提出的，但是直到1960年出现了激光以后，全息技术才得到了迅速的发展，最近十多年它得到了广泛的应用，并已经成为科学技术的一个新领域。关键词：全息照相记录再现分类应用正文：全息照相的特点和原理全息照相早在1948年就由伽柏提出来，但直到激光问世，1962年利思（F.N.Leith）等人利用激光作光源，并采用离轴方法，成功地获得三维图象的全息照片后，才使全息技术日新月异。1971年伽柏因全息技术的发明荣获了诺贝尔物理奖。近年来，全息技术发展迅速，从信息存储、处理到遥感技术和工业产品的检验、计量技术等等均有广泛应用，已成为科学技术的一个新领域。一般的照相技术在一百多年前已出现，它是将物体上各点发出（或反射）的光波的光强（振幅）记录在感光胶片上，但没有把光波的相位记录下来。所谓全息照相，就是一种记录被摄物体反射（或透射）光波中全部信息（包括振幅、相位等信息）的先进照相技术。这种照片也要利用激光使其再现，通过再现，人们可以看到物体的形状、远近等，是一个立体的图像。这种照相技术，无论在拍摄、观察（再现）的方法和基本原理等方面都和普通照相有根本的不同。全息照相分为两步──全息记录和再现。全息照相的记录（拍摄）过程是物光和参考光在底片上相干的结果，而再现（一般称波前再现）则是衍射过程。全息照相的记录（拍摄）全息照相是如何同时记录物光的振幅和相位的呢？上图表示了全息照相的记录过程。图中表示，由激光器发出的激光经分光板分成两束，一束经反射镜改变方向后直接投射到感光胶片上，这束光称为参考光r。另一束经反射镜反射后照射到物体上，由物体所反射或透射(图中画的是反射的情形)后也到达感光胶片，这就是物光o。参考光r与物光o发生相干叠加，在感光胶片上产生干涉图样，并被胶片所记录。感光胶片上所记录的这种干涉图样虽然与原物的形象没有丝毫相似之处，但却携带了物光波前上各点的全部信息，包括振幅和相位，故称全息图。记录全息图的上述过程，就称为波前的全息记录。全息照相的再现利用全息图将物体的形象重新显现出来的的过程，称为物光波前重现。上图表示了物光波前重现的过程，用一束与参考光的波长和传播方向相同的光(称为照明光c)照射全息图，眼睛向全息图后面原先物体所处的位置上看去，那里将显现出一幅逼真的原物的立体形象。当目光注视着这幅像而移动眼睛的位置，像上原先被遮住的部分将会显露出来，好像原物真的放置在那里一样。更有趣的是，若全息图被打碎成多块碎片，取其中的一片碎片进行物光波前重现，仍然能获得原物的完整形象，这是普通照相底片绝对无法办到的。波前重现过程实际上是照明光c被全息图所衍射的过程，眼睛在全息图后面所看到的形象是波前所产生的虚像。全息照相的分类全息图的类型可从不同观点来分类，下面根据其主要特征加以说明：1.按制作全息图的方法分类目前制作全息图的方法有两种：光学记录全息图和计算机制作全息图。光学记录全息图采用在感光材料上记录参、物光波的干涉条纹的方法。计算机制作全息图是先用计算机计算出在全息图上抽样点的参考光和物光叠加后的复振幅，然后采用一种编码技术，用计算机绘图仪绘制放大的全息图，再用精密相机缩小到应有的尺寸。这种全息图在制作时较为复杂，但可以制作出实际上不存在的假想物体的全息图，并通过再现的方式显示出设想的物体来。例如可用计算机设计制作出某种汽车的全息图，再现该汽车的三维像。2．按照全息图复振幅透过率系数（或反射系数）分类如果全息图的振幅透射系数是一个实函数，则称这种全息图为振幅型全息图；如果全息图的振幅透射系数是一个复数，则称这种全息为混合全息；如果全息图的振幅透射系数仅是位相因子的函数，则称其为位相全息图。实际记录材料有振幅型、位相型和混合型三种。位相型记录材料又分为浮雕型和折射型。如果记录介质在曝光和处理以后厚度改变，折射率不变，它被称为浮雕型；反之，如记录材料的厚度不变，折射率改变，则称它为折射型。用全息干版制作的全息图，在显影处理以后是振幅全息图；如果经过漂白处理以后则变为位相全息图或混合型的全息图。3．按全息图的结构分类全息图中干涉条纹的结构与参考光的方向和波形密切相关。以平面参考和物波为例，物光波和参考波自记录介质的一侧入射，这样记录的全息图称为透射全息图，此时记录介质中的条纹面接近垂直于表面。当物光波和参考光波自两侧入射到记录介质上时，在记录介质中条纹面平行于表面，这样记录的全息图称为反射全息图。反射全息图需要用较厚的记录介质才能记录下多层条纹面。4．按参考光波和物光波主线的方向来分类按照参、物光波主光线的方向又有同轴和离轴全息图之分。同轴全息图在记录时物体中心和参考光源位于通过全息图中心的同一条