全息照相的原理是什么?

2025-02-28 00:54:33

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回答1：

全息照相可以再现物体的立体形象，并具有其一系列的独特优点，无论拍摄和观察方法，还是基本原理，都与普通照相根本不同。全息照相分为两步──全息记录和再现。全息记录：为了保证照好一张全息图，全息照相需要在全息实验台上进行。全息台面一般是一块重几十公斤到几百公斤的厚钢板（规格按使用要求有所不同），平放在一个坚实的水泥台或桌架上。由于全息照相实际上记录的是一些很细密的干涉条纹，在照相过程中任何微小的震动与干扰都会使干涉条纹模糊甚至记录失败。为了防止地面震动的干扰，保持全息台的最大稳定性，钢板与其支撑物间有用各种弹性材料或减震装置组成的隔震系统，而实验中使用的所有光学元件则都用磁性材料或其它方法牢固地固定在全息台上。一个很好的相干光源更是全息记录的必须条件，这里用的是一台大功率的激光发生器。通常的照相方法是：将激光器输出的光束分为两束，一束投射到感光板上，称为参考光束；另一束投射到物体上，经物体反射或透射后，产生物光束也射到感光板，两光束相干叠加在感光板上形成干涉条纹，这就是一张全息图即干涉花样图。用肉眼直接观察全息底片，它只是一张灰蒙蒙的片子，不能直接显示被照物体的任何影像。但是，全息图已经通过干涉的方法微妙地记录了物体上各点的全部光信息，包括振幅和相位，这就是全息记录。全息再现：用一束与参考光束的波长和传播方向完全相同的光束照射全息图，则用眼睛就可以观察到一幅非常逼真的原物立体图像。当移动眼睛从不同角度观察时，就像观察原物一样可看到它的不同侧面的形象。更有意思的是，如果挡住全息图的一部分，通过露出的部分，再现的物体形象仍然是完整的，并不残缺。甚至拿来摔碎的全息底片中的一小片，仍然可使整个原物再现。全息照相的特点是：它是以干涉、衍射等波动光学的规律为基础的。全息图记录的是物体各点的全部光信息，包括振幅和相位；全息图中每一局部都包含了物体各点的光信息，所以全息底片的每一部分都能观察到一幅非常逼真的立体图像。此外，全息照相的记录和再现，都要求有很高相干性的强光光源，目前广为采用的是激光。全息照相的应用范围很广，但目前许多应用还处于实验阶段。如全息电影和全息电视，可使影视全面立体化；全息显微技术，全息干涉技术，全息存储技术，以及红外微波和超声的全息照相技术等，都将在国民经济的许多领域内占有重要地位，取得突破性进展和成果。

回答2：

随着人们对数码相机逐渐认可和接受，数码相机的市场也在一天一天的扩大，为了切分这块大蛋糕，各数码相机厂商也在不断开发新技术或将已经存在的技术迅速应用到数码相机领域，以保持和提升在数码相机领域里的地位。索尼在DSC-F707的对焦模式使用了全息摄影激光自动对焦辅助，也可以说，全息技术已经应用到了摄影领域，那么到底什么是全息技术呢？全息摄影和传统的摄影又有什么区别呢？
全息图(Hologram)是盖伯(Gabor)在1948年为改善电子显微镜像质所提出的，其意义在于完整的记录。盖伯的实验解决了全息术发明中的基本问题，即波前的记录和再现，但由于当时缺乏明亮的相干光源(激光器),全息图的成像质量很差。1962年随着激光器的问世，利思和乌帕特尼克斯(Leith
and
Upatnieks)在盖伯全息术的基础上引入载频的概念发明了离轴全息术，有效地克服了当时全息图成像质量差的主要问题---孪生像，三维物体显示成为当时全息术研究的热点，但这种成像科学远远超过了当时经济的发展，制作和观察这种全息图的代价是很昂贵的，全息术基本成了以高昂的经费来维持不切实际的幻想的代名词。1969年本顿(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。彩虹全息图是一种能实现白光显示的平面全息图，与丹尼苏克(Denisyuk)的反射全息图相比，除了能在普通白炽灯下观察到明亮的立体像外，还具有全息图处理工艺简单、易于复制等优点。
全息技术应用到照相领域要远远优越于普通的照相，普通照相是根据透镜成像原理，把立体景物“投影”到平面感光底板上，形成光强分布，记录下来的照片没有立体感，因为从各个视角看照片得到的像完全相同。全息照相再现的是一个精确复制的物光波，当我们“看”这个物光波时，可以从各个视角观察到再现立体像的不同侧面，犹如看到逼真物体一样，具有景深和视差。如果拍摄并排的两辆“奔驰”汽车模型，那么当我们改变观察方向时，后一辆车被遮盖部分就会露出来。难怪人们在展览会会为一张“奔驰”汽车拍摄的全息图而兴奋不已：“看见汽车的再现像，好像一拉车门就可以就坐上‘奔驰’，太精采了！”
一张全息图相当于从多角度拍摄、聚焦成的许多普通照片，在这个意义一张全息的信息量相当100张或1000张普通照片。用高倍显微镜观看全息图表面，看到的是复杂的条纹，丝毫看不到物体的形象，这些条纹是利用激光照明的物体所发出的物光波与标准光波（参考光波）干涉，在平面感光底板上被记录形成的，即用编码方法把物光波“冻结”起来。一旦遇到类似于参考光波的照明光波照射，就会衍射出成像光波，它好像原物光波重新释放出来一样。所以全息照相的原理可用八个字来表述：“干涉记录，衍射再现”。

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