全息照相技术的应用

摘 要 阐述了全息照相技术的基本原理；说明了全息照相技术的基本特征；着重阐述了全息照相技术的若干重要应用，有利于把握全息照相技术的应用动向。

关键词 全息图；全系术；全息过程；全息记录；全息显示

中图分类号：O436 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-077-1

普通的照相，需要经过复杂的冲洗过程，而且也只能得到二维的图像，而全息照相技术能够记录物光波的完全特征，包括光波的振幅位相和波长，所以全息照相技术可以看到清晰逼真的三维图像。

1 全息照相技术的基本原理

全息术是一种不需要透镜的分两步成像的照相技术。它的感光胶片不但记录了物光的振幅而且记录了物光的相位信息。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，第二部利用衍射原理使图像再现，所以全息照相的过程是一个包括全息记录和全息再现的两部过程。

2 全息照相技术的基本特点

全息照相技术利用光的干涉实现信息的记录，以光的衍射再现，这一原理决定了全息照相技术制作的全息图特点：

1）大容量信息——对于相同的一张全息图的感光胶片可以经过多次重复曝光记录，全息再现得到的图像互不影响。

2）三维性——同时记录物光的振幅信息和相位信息，可以看到逼真的三维图像。

3）可分割性——全息照相的感光胶片记录是干涉条纹，所以即使撕裂或破损后每一部分还原为原来的完整的三维图像，只是分辨率下降一些而已。

3 全息照相技术的一些重要应用

3.1 全息信息存储

全息信息存储把信息以全息照相技术的形式存储，采用的是全息照相技术的基本原理，再利用物光和参考光的耦合和解耦合，就可以把信息存储和信息结合。

全息信息存储在存储方面具有如下优势：

1）全息信息存储具有读取快的特点。

2）全息信息存储具有存储容量大的优势。

3）记录物光信息的感光胶片的破损或碎裂不会影响再现信息的完整性。

3.2 全息显示

显示全息技术其实就是在激光透射全息图的基础之上来制作各种各样的全息图，显示全息按记录方式又可以分为投射全息和反射全息，各种类型的显示全息图可用于室内外建筑装饰材料，还可以应用于灯具产业，制作广告，和礼品包装。

全息显示技术当前发展的比较好的有360度全息技术又称全息投影，而且随着该技术的发展与完善，它的应用也越来越广泛比如立体电影，还有上海世博会的好多国家馆中也出现了全息显示技术的诸多身影，亦真亦幻如身临其境。

3.3 模压全息

模压全息既应用了全息照相技术又充分利用了电镀和压印技术，把已经做好的全息感光胶片信息压印或电镀到符合一定标准的材料上，在需要的时候用白光再现就可以得到清晰逼真的三维彩色图像。制作模压全息一般必须要经过三个步骤：原版全息图的激光摄制过程；金属模板的电成型制作过程；复制模压过程。只有用白光显示的浮雕型才能用于模压复制的原版全息图，对于目前的技术一般采用采用两步记录法和接触曝光法作为模压全息记录方法。

铸制模板的目的是把具有光致抗蚀性质的母板上的精细全息式浮雕条纹精确无误的复制到金属镍板上。而模压复制就是使用专用的模压机对镍模板进行加热，在聚氯乙烯片上准确无误的压印干涉条纹的过程。

模压全息在制作的每一个阶段对其所采取的技术和生产都有相当高的要求，正因为如此使得模压全息有较高的技术含量可以防止复制。

3.4 全息显微术

全息显微术是显微与全息相结合的技术。全息图能把远距离和近距离的物体瞬时同时记录在全息胶片上，然后再把再现图像中近距离到远距离图像按静止状态逐次观察并做好记录，就可以得到一种高焦距远距离摄像，这种方法利用在显微领域就称为全息显微术。全息显微术不但能记录标本物整体信息，而且不需要制备标本物的切片。目前全息显微术广泛应用于科研，物理学，生物学，医学等方面。全息显微术主要存在两种形式，一种是全息显微镜，一种是全息放大。

3.5 全息干涉计量

根本不需要任何接触就可以对物体表面进行全方位测量并获得信息这就是全息干涉计量的优势所在。全息干涉计量术其实就是在不同的时间把不同的物光信息同时记录在同一个全息干板上，之后根据全息术的衍射原理将其图像再现。该技术不但能实现非接触式无损测量，而且能获得较高精度的数据。它还能对各种奇形怪状的任意粗糙表面的物体进行测量，尤为重要的是其测量精度可以达到只有几个纳米的数量级。全息技术之所以可以从各个不同的视角使用干涉计量观察形状复杂的同一物体，正是因为我们了解全息图具有三维性质。

对于全息干涉计量术的未来发展趋势将会是在小型化的脉冲固体激光器，大孔径面阵CCD器件和光电传感器发展的基础上把计算机图像处理技术和全息干涉计量术结合起来，研究和设计小型化，智能化，系统化的全息干涉计量设备。

4 结束语

当今，全息照相技术的发展很快。全息术的方法已不仅限于光学领域，而且结合多方面的高新技术已涉及到诸多领域。全息术不但促进了多个科学领域以及社会生产生活的进步，而人类物质生产生活的需要和新科技的发展和实施运用也促进了全息技术的迅速发展。相信随着科学技术的发展和实验条件的不断改善，全息照相技术的应用前景将会是异常美好的。

参考文献

[1]谭佐军等.对全息照相实验的研究与改进[J].大学物理实验，2007：02.

[2]J.Hong.Optical and Quantum Electronics[J].Springer Netherlands press，1993：51-58.

[3]Dan Hutcheson.G.The trends shaping the next 10 years.Solid State Technol.May，1997：67-72.

[4]冯晓国.21世纪空间全息术的研究方向[J].光机电信息，2003：06.

[5]Matoba O，Itoh K， Ichioka Y. Array of photorefracteve waveguides for massively parallel optical interconnections in lithium niobate[M].Opt Lett，1996：122-124.