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1、光学全息介绍光学全息介绍M2 M1 B/S LiNbO3:Fe crystal He-Ne Laser M0 rotate 2 rotate 1 什么是全息照相什么是全息照相 (holography)普通摄影普通摄影（照相，电影，电视）只记录光的强度，即（照相，电影，电视）只记录光的强度，即 景象反射的与振幅平方成正比的光强。所景象反射的与振幅平方成正比的光强。所 以只记录物体光波的强度（振幅）信息。以只记录物体光波的强度（振幅）信息。全息照相全息照相 既记录光波振幅信息，又记记录光波相位既记录光波振幅信息，又记记录光波相位 信息。信息。记录光波全部信息（记录光波全部信息（振幅振幅和和位相位相
2、）的照相。）的照相。用用干涉法干涉法记录物光波，用衍射法再现物光波。记录物光波，用衍射法再现物光波。全息照相的原理全息照相的原理 (Principle of holography)p pz zOOR R 照相底片照相底片 P P参考光参考光 R R物光束物光束 O OP P 记录到一个明暗条纹的强度按正弦规律变化的光栅，记录到一个明暗条纹的强度按正弦规律变化的光栅，即即O O 光的光的全息照片全息照片。全息照片的获得全息照片的获得(1)用一束与物光束相干的平行光束与原物光束同时照用一束与物光束相干的平行光束与原物光束同时照射底片，得到干涉条纹的图象，记录图象的底片为原物射底片，得到干涉条纹的图
3、象，记录图象的底片为原物的全息照片。的全息照片。(3)把原物移去，再用平行光照射此全息照片，出射的把原物移去，再用平行光照射此全息照片，出射的就是物光束和它的共轭光束。就是物光束和它的共轭光束。(2)经线性冲洗后得到全息底片经线性冲洗后得到全息底片透过该底片的光波中包含了原来物体的透过该底片的光波中包含了原来物体的全部信息全部信息（振（振幅和位相）。幅和位相）。(3)全息照片无正负之分，黑白相反时观察效果相同。全息照片无正负之分，黑白相反时观察效果相同。全息照片易于复制。全息照片易于复制。(4)一张全息照片可分别记录几个物光波，可储存信一张全息照片可分别记录几个物光波，可储存信息量比普通照片多
4、。息量比普通照片多。(5)一张全息照片可对同一物体用同一参考光束进行一张全息照片可对同一物体用同一参考光束进行两次曝光。显示其中的微小差别。两次曝光。显示其中的微小差别。(1)用特定的单色光照射时，能在特定的方向和范围内用特定的单色光照射时，能在特定的方向和范围内再现物光束。再现物光束。(2)全息照片的每一部分都记录了整个物体各部分的全全息照片的每一部分都记录了整个物体各部分的全部信息。部信息。全息照相的特点全息照相的特点全息照相的特点全息照相的特点1.1.同轴全息图同轴全息图 2.2.离轴全息图离轴全息图 3.3.菲涅耳全息图菲涅耳全息图 4.4.傅里叶变换全息图傅里叶变换全息图5.5.像全
5、息图像全息图 6.6.彩虹全息图彩虹全息图 7.7.体积全息图体积全息图全息图的基本类型全息图的基本类型全息照相的应用全息照相的应用1.1.全息显示全息显示 2.2.模压全息模压全息3 3.全息光学元件全息光学元件 4.4.全息干涉计量全息干涉计量 5.5.全息信息存储全息信息存储 6.6.全息显微术全息显微术7.7.超声全息术超声全息术全息术的发展历史全息术的发展历史丹尼斯丹尼斯盖伯（盖伯（Dennis Dennis GaborGabor）于）于19481948年提出，由于这种技术要求年提出，由于这种技术要求高度相干性及高强度的光源而一度发展缓慢高度相干性及高强度的光源而一度发展缓慢萌芽时期
6、，是用萌芽时期，是用汞灯作光源，摄制同轴全息图，是第一代全息图汞灯作光源，摄制同轴全息图，是第一代全息图 19601960年第一台激光器问世，解决了相干光源问题，年第一台激光器问世，解决了相干光源问题，19621962年美国科年美国科学家利思（学家利思（LeithLeith）和乌帕特尼克斯（）和乌帕特尼克斯（UpatnieksUpatnieks）提出了离轴全）提出了离轴全息图以后，全息技术的研究才获得突飞猛进的发展息图以后，全息技术的研究才获得突飞猛进的发展，激光记，激光记录、激光再现的离轴全息图，称为第二代全息录、激光再现的离轴全息图，称为第二代全息 第三阶段是激光记录、白光再现的全息图，称为第三代全息，主第三阶段是激光记录、白光再现的全息图，称为第三代全息，主要包括白光反射全息、像全息、彩虹全息、真彩色全息及合成全要包括白光反射全息、像全息、彩虹全息、真彩色全息及合成全息等息等 用白光记录、白光再现的全息图，称为第四代全息用白光记录、白光再现的全息图，称为第四代全息 panda为彩虹全息图为彩虹全息图 “Fish”为单色反射全息图为单色反射全息图 “mask”为彩色反射全息图为彩色反射全息图