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全息

全息(Holography)(来自于拉丁词汇,whole+ drawing的复合),特指一种技术,可以让从物体发射的衍射光能够被重现,其位置和大小同之前一模一样。从不同的位置观测此物体,其显示的像也会变化。因此,这种技术拍下来的照片是三维的。

全息这项技术可以被用于光学储存、重现,同时可以用来处理信息。虽然全息技术已经广泛用于显示静态三维图片,但是使用三维体全息仍然不能任意地显示物体。

全息这项技术可以被用于光学储存、重现,同时可以用来处理信息。虽然全息术已经广泛用于显示静态三维图片,但是使用三维体全息仍然不能任意地显示物体。

普通照相,只能记录物体光场的强度(复振幅模的平方),它不能表征物体的全部信息。采用全息方法,同样也是记录光场的强度,但它是参考光和物光干涉后的强度。对采用如此方法记录下来的光强(晶体或全息胶片中),利用参考光再现时,可以将全面表征物体信息的物光的复振幅表现出来。

其制作过程如下。

对一束相干光(频率严格一致,表现为可以产生明显的干涉作用)进行1:1分光,照射到拍摄物体的称为物光,另一束称为参考光。保证光程(光走的距离)近似相同的情况下,使在物体上反射的物光和参考光在晶体(或者全息底片)上进行干涉。

观察的时候只要使用参考光照射全息底片,即可在全息底片上观测到原来的三维物体。

这是最简单的全息图原理,此外,还有白光(指非相干光源,例如灯光、日光)即可再现的全息图(广泛应用于防伪标识),彩色全息图(可以用白光再现被摄物体的颜色)等等。这些全息图的制作过程相当复杂。

虽然全息图通常指三维光学全息图,但这是一个误解。除此之外,声场也可以被制作成全息图。

全息应用

全息术最早与1947年由匈牙利物理学家Denise Gabor(1900-1979)发现,并因此获得了1971年的诺贝尔物理学奖。其他物理学家也进行了很多开创性的工作,例如Mieczyslaw Wolfke解决了之前的技术问题,以使优化有了可能。这项发现其实是英国一家公司在改进电子显微镜的过程中不经意的产物(专利号GB685286)。这项技术最开始使用的仍然是电子显微镜,所以最开始被称为“电子全息图”。作为光学领域的全息图直到1960年激光技术发明后才得以开始。

第一张记录了三维物体的全息图是在1962年由Yuri Denisyuk、Emmett Leith、Juris Upatnieks在美国拍摄的。

全息图有很多种,例如投射全息图、反射全息图、彩虹全息图等等。

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