全息摄影是一种记录被摄物体.docVIP

全息摄影是一种记录被摄物体反射（或透射）光波中全部信息（振幅、相位）的照相技术，而物体反射或者透射的光线可以通过记录胶片完全重建，仿佛物体就在那里一样。通过不同的方位和角度观察照片，可以看到被拍摄的物体的不同的角度，因此记录得到的像可以使人产生立体视觉。 目录 [隐藏] 1 全息摄影历史与概述 2 全息摄影理论 2.1 干涉与衍射 2.1.1 平面波前的情况 2.1.2 点光源的情况 2.1.3 复杂物体的情况 2.2 数学模型 3 全息摄影胶片 4 观察和创作全息摄影 5 全息摄影记录介质 5.1 全息打印机 5.2 压印与大规模生产 6 应用 6.1 数据存储 6.2 安全领域 6.3 艺术作品 6.4 业余爱好 6.5 全息干涉 6.6 干涉显微 6.7 全息传感器 6.8 动态全息摄影术 6.9 非光学应用 6.10 其它应用 7 易混淆概念 8 另见 9 参考 10 扩展阅读 全息摄影历史与概述[编辑] 1947年，英国匈牙利裔物理学家[1]丹尼斯·盖伯[2]发明了全息摄影术，他因此项工作获得了1971年的诺贝尔物理学奖。其它的一些科学家在此之前也曾做过一些研究工作，解决了一些技术上的的问题。全息摄影的发明是盖伯在英国BTH公司研究增强电子显微镜性能手段时的偶然发现，而这项技术由该公司在1947年12月申请了专利（专利号GB685286）。这项技术从发明开始就一直应用于电子显微技术中，在这个领域中被称为电子全息摄影技术，但是全息摄影技术一直到1960年激光的发明才取得了实质性的进展。 第一张实际记录了三维物体的光学全息摄影照片是在1962年由苏联科学家尤里·丹尼苏克拍摄的[3]。 与此同时，美国密歇根大学雷达实验室的工作人员艾米特·利思和尤里斯·乌帕特尼克斯也发明了同样的技术[4]。 尼古拉斯·菲利普斯改进了光化学加工技术，以生产高质量的全息摄影图片[5]。 全息摄影可以分为如下若干类。透射全息摄影，如利思和乌帕特尼克斯所发明的技术，这种技术通过向全息摄影胶片照射激光，然后从另一个方向来观察重建的图像。后来经过改进，彩虹全息摄影可以使用白色光来照明，以观察重建的图像。彩虹全息摄影现在广泛的应用于诸如信用卡安全防伪和产品包装等领域。这些种类的彩虹全息摄影通常在一个塑料胶片形成了表面浮雕图案，然后通过在背面镀上铝膜使光线透过胶片以重建图像。另一种常见的全息摄影技术称为反射全息摄影，或称为丹尼苏克全息摄影。这种技术可以通过使用白色光源从和观察者相同的方向来照射胶片，通过反射来重建彩色的图像，以重建图像。镜面全息摄影[6]是一种通过控制镜面在二维表面上的运动来制造三维图像的相关技术。它通过控制反射光线或者折射光线来构造全息图像，而盖伯的全息摄影是通过衍射光来重建波前的。 促使全息摄影在短短的一段时间内就蓬勃发展的关键原因是低成本的固体激光器的大规模生产，如DVD播放机和其他的一些常用设备中所使用的激光器。这些激光器对全息摄影的发展也产生了极大的促进作用。这些廉价的体积又很小的固体激光器可以在某些条件下与最初用于全息摄影的那些大型的昂贵的气体激光器相媲美，因此使得预算较低的研究者、艺术家甚至业余爱好者都可以参与到全息摄影的研究中来。 全息摄影理论[编辑] 全息摄影的过程。 尽管全息摄影经常被称为三维摄影，这是一个不正确的说法。一个更好地类比是在录音的过程中通过将声场编码，使得随后可以将其重现。在全息摄影中，一个物体或者一组物体散射的光线会照射到记录介质上，此时，第二束被称为参考光的光线也照射在记录介质上，这样，两束光发生了干涉。产生的光场产生了看起来随机的图案，而变化的密度被记录介质记录了下来。可以证明，如果使用与参考光相同的光线，参考光可以在照片上产生衍射，而衍射的光场和物体散射的光场相同。这样，如果观察全息摄影的照片就会看到那个物体，尽管物体其实并不在那里。包括摄影胶卷在内的多种记录介质都可以用于全息摄影。 全息摄影的发明人丹尼斯·盖伯解决的问题是怎样为所有穿过一个大窗口的光线拍照，而不仅仅是为穿过一个很小的针孔的光线拍照。在透过这个窗口进行观察的时候，由于每只眼睛观察到不同的场景，观察者会产生立体的感觉。而且，如果观察者能够将他的头围绕着窗口外部移动，他可以看到物体的不同的角度（二十世纪六十年代早期的的一个全息摄影实验拍摄了一个物体，物体前面几厘米的位置摆放了一个放大镜，观察这可以通过将头上下摆动，看到物体透过透镜成的像和物体本身）。 丹尼斯·盖伯为了进行全息摄影，需要使用一个高速的快门，快门的速度非常快，使得它可以将光波穿过窗口时的相位固定住，也就是说，这个快门需要以光速工作。如果光线闪烁的时间和物体运动的周期一致，每次看到的都是物体同样的部位，这样物体看起来就是固定的，频闪灯就是用这个原理来“固定”快速移动的物