全息光學(xué)論文

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1、全息光學(xué)論文物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院10物理系一班1009320036張艷有全息術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用展望張艷有1009320036摘要木文通過(guò)對(duì)全息術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用展望的介紹，來(lái)展現(xiàn)這種技術(shù)與其他傳統(tǒng)方式相比的優(yōu)勢(shì)和相關(guān)的應(yīng)用，以及在特殊場(chǎng)合的應(yīng)用。關(guān)鍵字全息術(shù)；全息類型；特點(diǎn)；發(fā)展階段;引言光全息術(shù)是利用光的干涉和衍射原理,將物體反射的特定光波以干涉條紋的形式記錄下來(lái)，并在一定條件下使英再現(xiàn)，形成與原物體逼真的三維像.由丁?記錄了物體的全部信息（振幅和位相），因此稱為全息術(shù)或全息照相術(shù).顯然,這是一種用光學(xué)方法在人的視覺(jué)上再現(xiàn)物體三維清晰像的典型技術(shù).近年來(lái)，這種技

2、術(shù)的實(shí)際應(yīng)用范圍越來(lái)越廣,11已超出工程技術(shù)領(lǐng)域，擴(kuò)展到醫(yī)學(xué)、藝術(shù)、裝飾、包裝、卬刷等領(lǐng)域.止如1983年英國(guó)泰晤士報(bào)宣稱:“全息照相術(shù)面臨的突破比150年前照相術(shù)而臨的突破更加冇意義.”捉出這種觀點(diǎn)的基礎(chǔ)是因?yàn)槟喝D的產(chǎn)生.這種產(chǎn)品使兒十年來(lái)僅限于少數(shù)專家在實(shí)驗(yàn)室中的全息顯示技術(shù)形成了能大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè).原理全息光學(xué)，是光學(xué)的一個(gè)分類，其主要研究方向是光的衍射和干涉~主要原理是菲涅爾一惠更斯原理等。顧名思義，全息就是物體的全部信息。包括了物體的波長(zhǎng)，振幅和相位等一、全息術(shù)的類型全息術(shù)的類型很多，可以從不同的角度來(lái)進(jìn)行分類：比如根據(jù)扌n攝吋物與底片距離的

3、遠(yuǎn)近分為夫瑯和費(fèi)全息與菲涅耳全息；根據(jù)參考光與物光共軸與否分為共軸全息與離軸全息；也可以根據(jù)底片上乳膠層的厚度與干涉條紋間距的比例分為平而全息（乳膠層很薄以至全息片的性能不受乳膠層厚度影響）和體全息（介質(zhì)厚度大于干涉條紋間距，介質(zhì)內(nèi)部也記錄了干涉場(chǎng)的信息）。二、全息術(shù)的特點(diǎn)1、三維性因?yàn)槿D記錄了物光的相位信息，再現(xiàn)時(shí)，可觀察到如同真實(shí)物體一樣逼真的三維圖像。當(dāng)觀察者改變位置時(shí)，可以看到物體后面被擋住的部分，可以看到逼真的三維圖像。2、不可撕毀性因?yàn)槿D記錄的是物光與參考光的干涉條紋，所以具有可分割性。它被分割后的任一碎片都能再現(xiàn)完整的被攝物形象，只是分

4、辨率受到一些影響。3、再現(xiàn)像的縮放性因衍射角與波長(zhǎng)有關(guān)，用不同波長(zhǎng)的激光照射全息圖，再現(xiàn)像就會(huì)發(fā)生放大或縮小。4、信息容量大同一張全息感光板可多次重復(fù)曝光記錄，并能互不干擾地再現(xiàn)各個(gè)不同的圖像。三、光全息術(shù)的發(fā)展光全息術(shù)是D.Gabor在1948年為改善電了顯微鏡像質(zhì)所提出的，其意義在丁完整的記錄。蓋伯的實(shí)驗(yàn)解決了全息術(shù)發(fā)明中的基本問(wèn)題，即波前的記錄和再現(xiàn)，但由于當(dāng)時(shí)缺乏明亮的相干光源（激光器），全息圖的成像仍然質(zhì)量很差。科家們認(rèn)為新的顯示吋代已到來(lái).但由于當(dāng)吋沒(méi)有足夠強(qiáng)的相干輻射源，全息術(shù)的發(fā)展陷入了休眠狀態(tài)?面臨著巨大的障礙和僅有的一點(diǎn)結(jié)果，使它的早期研

5、究者不得不放棄了這種光學(xué)顯示技術(shù).全息術(shù)黯淡的前途直至60年代初由于美國(guó)密執(zhí)安大學(xué)雷達(dá)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的工作才使它重放光彩.該實(shí)驗(yàn)室從事綜合孔徑天線研究的E.N.Leith和J.Upamieks幾乎在Javen等人制成氨冠激光器的同時(shí)，對(duì)Gabor的技術(shù)做了劃時(shí)代的改進(jìn),同時(shí)成功地進(jìn)行了三維立體漫射物的記錄和再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?同時(shí)期(1962年)，前蘇聯(lián)科學(xué)家Y.N.Denisyuk根據(jù)G.Lipp2mann的駐波天然彩色照相法(1908年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng))提出了白光反射全息圖.從此應(yīng)用研究不斷發(fā)展,許多科學(xué)工作者開(kāi)始了他們自己的研究以探討全息術(shù)的應(yīng)用潛力及其應(yīng)用領(lǐng)域，如

6、全息干涉計(jì)量術(shù)、全息存儲(chǔ)、全息光學(xué)元件、全息顯微術(shù)、顯示全息、計(jì)算全息等等.這期間,S.A.Benton彩虹全息術(shù)的發(fā)明揭開(kāi)了顯示全息圖的應(yīng)用序幕(80年代產(chǎn)業(yè)化的模壓全息術(shù)就是建立在Benton彩蟲(chóng)［全息圖的基礎(chǔ)上)?他們的成功，使Gabor的全息思想在1971年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).二十世紀(jì)六十年代以來(lái)，全息技術(shù)的應(yīng)用不斷發(fā)展。1962年隨著激光器的問(wèn)世，利思和烏帕特尼克斯(LeithandUpatnieks)在蓋伯全息術(shù)的基礎(chǔ)上引入載頻的概念發(fā)明了離軸全息術(shù),有效地克服了當(dāng)時(shí)全息圖成像質(zhì)量差的主要問(wèn)題…宇生像，三維物體顯示成為當(dāng)時(shí)全息術(shù)研究的熱點(diǎn)，但這種

7、成像科學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，制作和觀察這種全息圖的代價(jià)是很昂貴的，全息術(shù)基木成了以高昂的經(jīng)費(fèi)來(lái)維持不切實(shí)際的幻想的代名詞。1969年本頓(Benton)發(fā)明了彩虹全息術(shù)，掀起以白光顯示為特征的全息三維顯示新高潮。彩虹全息圖是一種能實(shí)現(xiàn)白光顯示的平面全息圖，與丹尼蘇克(Denisyuk)的反射全息圖相比，除了能在普通白熾燈下觀察到明亮的立體像外，還具有全息圖處理工藝簡(jiǎn)單、易于復(fù)制等優(yōu)點(diǎn)。四、全息術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段:1、同軸全息術(shù)同軸全息術(shù)是伽伯當(dāng)時(shí)采用的技術(shù)，這一階段主要是在1960年激光器出現(xiàn)以前。這種技術(shù)獲得的物體的再現(xiàn)像與照明光混在一起

8、，不易觀察。1948年，伽伯為提高電子顯微鏡的分辨率