全息照相实验心得体会

第一篇：全息照相实验心得体会

全息照相实验心得体会

全息照相术是利用干涉和衍射的原理将物体发射的光波以干涉条纹的形式记录下来，再在一定的条件下再现，形成与原物体完全相似的空间像。由于它记录的是物体原来光波的全部信息（振幅和位相），像十分逼真并具有立体效果，所以叫全息照相。

根据记录和再现方式的不同，全息术可分为多种类型，如菲涅耳全息、像全息、彩虹全息、合成全息等等。我们所做的全息照相实验的原理是菲涅耳全息照相。菲涅耳全息的特点是记录平面位于物体衍射光场的菲涅耳衍射区，物光由物体直接照到底片上，而无需变换透镜或成像透镜。

实验原理见大学物理实验第三册实验3.5.1全息术。

如图（1）所示布置光路。分束板采用反射率为5%的平晶，扩束镜用40Χ显微镜。选择漫反射性比较好的物体作为拍摄三维全息照相的物体。调好光路，使参考光与物光束的光强比为2:1~10:1，放上全息干板曝光，曝光后经适当冲洗，就完成了。再现的方法是将干板放在原光路中，把分束镜换成全反射镜，拿走物体，向着干板后原物体所在的方向看去就可以看到与原物体相似的明亮的像。

n 实验体会 在做实验时要注意，布置光路时要调节光学元件的高低和位置使激光束的高低与台面平行，并使参、物光的光程基本相等,二者的光程差控制在3cm之内.还有为了保证记录是线性的，应使参考光光强大于物光光强，照射到全息干版上的参考光和物光光强之比以2∶1至5∶1为好,否则拍出来后再现时会很模糊。还要注意投射到干板上的物光与参考光之间的夹角要略小于45度,以便观察时避开直射强光,夹角可以在25~45度之间选择.再有就是要调节物体使其反射的最亮的部分落在干板上，否则也很难成功,我拍摄时就是由于没有注意到这一点所以第一次没有拍出来。拍摄时还要注意每一光学元件都不能有任何微小移动或振动,轻微的振动或气流扰动只要使光程差发生波长数量级的变化,条纹都会模糊不清,因此拍摄时不能乱动.曝光时间和冲洗时间也要把握好,曝光的时间在10秒左右,显影时间也不要过长,只要底片变灰了就行,千万不能变黑了,定影3分钟,所有的时间要严格掌握才能保证成功.还有冲洗时可以用紫光或绿光灯,但千万不要被红光照到,否则就前功尽弃了.n 实验扩展 l 物光扩展拍摄大体积物体三维的全息图----激光全息照相景深扩展方法之一

物体三维的全息照相是以干涉条纹的形式记录下物光波的信息，只有和参考光波干涉的物信息才能记录下来，没有和参考光干涉的物信息将损失掉。当被拍摄物体的尺寸大于激光器的相干长度是，从物体上各点漫射出的物光的光程和参考光的光程差就不会都小于激光器的相干长度，即并非物体上各个物点漫射出的物光波都能与参考光波相干叠加，而只有局部物点漫射的物光波才与参考光波相干涉形成全息图。全息图上只记录了这一部分物信息，再现时，就只能重现这一部分物光波，使再现像局部模糊甚至出现暗区。为了尽量减少丢失物体的信息，采用物光扩展的方法把物光分成两束或更多束，从不同方向分段照明物体。例如图（2）的双光束照明，有反射镜M5反射的光波充分照明被拍摄物体的左半部分，这一部分的各个物点漫反射的物光波的光程与参考光的光程差都小于激光器的相干长度，被拍摄物体的左半部分的全部信息都以干涉的形式记录下来了。同理由M3反射的光波充分照明被拍摄物的右半部分，右半部分的全部信息也都以干涉的形式记录下来。整个被拍摄物的全部信息完整地被记录而没有损失掉。再现时就不会出现局部模糊和暗区，得到清晰完整的再现像。

l 参考光扩展拍大景深物体组三维的全息图——激光全息照相景深扩展方法之二

在激光器的相干长度较短的情况下，具有较大景深的物体，其各个物点漫射的物光波与选定的参考光波的光程差常常不能都同时落在相干长度之内，对于那些不能满足相干条件的物点，需要选择另一束参考光，即对原来的参考光进行光程补偿，使补偿后的光程差重新落在相干长度之内。例如图（3），由BS2和M2、M3组成的三角形光路，使其中一部分参考光增大了光程。这一部分增大了光程的参考光R’’可与光程最长的那部分物光（O3上漫射来的光）相干涉，而不通过三角形光路的参考光与光程较短的那一部分物光（从O1、O2上漫射来的光）相干涉（O1、O2间距离小于激光器的相干长度）。这样，整个物体组的全部信息被记录下来了。

第二篇：全息照相大学物理实验总结

大学物理实验总结 ——全息照相个人心得

通过大学物理实验的课程学习，将物理理论与实践结合在一起，在这过程中能够发现很多的乐趣。实际的实验操作，使我对一些物理知识、现象有了更深入的认识，也激发起我对物理实验的兴趣和对物理现象探索的渴望。给我印象深刻的实验有很多，如迈克耳孙干涉仪测波长实验、衍射光栅实验、霍尔效应实验等。而全息照相立体效果十分有趣，是物理学中一道别样的风景。

全息照相的原理其实很简单，利用干涉方法记录了物体抵达摄影底片时光波的振幅与相位的全部信息。它记录的不是物体的几何信息，而是物光与另一束与之相干的参考光抵达照相底片的干涉条纹。所以，全息照片上一般看不到原物体的像，必须用原来的参考光照明，才能看到原物体的立体像，这被称为全息底片的再现。

从全息照相和普通照相对比中，我们可以很容易发现全息照相的特别之处。普通照相通常是通过照相机物镜成像，在感光底片平面上将物体发出的或它散射的光波（通常称为物光）的强度分布（即振幅分布）记录下来，由于底片上的感光物质只对光的强度有响应，对相位分布不起作用，所以在照相过程中把光波的相位分布这个重要的信息丢失了。因而，在所得到的照片中，物体的三维特征消失了。全息技术则完全不同，由全息术所产生的像是完全逼真的立体像（因为同时记录下了物光的强度分布和相位分布，即全部信息），当以不同的角度观察时，就象观察一个真实的物体一样，能够看到像的不同侧面，也能在不同的距离聚焦。

实验过程中使用到的仪器主要有：激光全息实验台，He-Ne激光器,光开关及曝光定时器;其它需要的是：分束镜一个，扩束镜两个，全反射镜两个，被摄物体及放置物体的底座，全息干版及底架以及暗室效果。

拍好全息照相除了掌握它的原理步骤外，还有很多的关键点值得我们注意：(1)具有一定功率的相干光源；具有稳定的操作平台；要有合适的光路；

（2）搭光路时要注意光斑是否均匀；物光和参考光在屏上要重叠，放置干版时要与该位置一致；

(3)搭好光路后要检查光程差是否接近零、物光和参考光的夹角是否适当（30°至50°）、以及物屏距离是否合适（10至15cm)、各元件间的距离尽可能拉大些；

(4)装底片时，药膜面不能装反；曝光时，不得走动，不能用手触摸光学元件的光学面,不要随意搬动和取下被摄物；激光器开启后，不要中途关闭、直到实验完毕。

（5）要获得最终的全息图，充分了解和学习感光底片的显影、定影、冲洗等有关摄影的暗室技术知识也是不可缺少的；显影时间2分钟左右，定影时间20分钟左右。定影后的底片应放在清水中冲洗2分钟。将全息照片放回原处，遮住物光，用参考光束照亮全息片，可观察到物体的像。

全息照片有很多奇妙的特点：片上的花纹与被摄物体无任何相似之处，在相干光束的照射下，物体图像却能如实重现。此外立体感很明显（三维再现性），如某些隐藏在物体背后的东西，只要把头偏移一下，也可以看到。视差效应很明显。全息图打碎后，只要任取一小片，照样可以用来重现物光波。甚至是，在同一张照片上，可以重叠数个不同的全息图。在记录时或改变物光与参考光之间的夹角，或改变物体的位置，或改变被摄的物体等等，一一曝光之后再进行显影与定影，再现时能一一重现各个不同的图像。

全息照相是六十年代发展起来的一种立体摄影和波阵面再现的新技术。由于全息照相能够把物体表面发出的全部信息记录下来，并能完全再现被摄物体光波的全部信息，因此，全息技术在生产实践和科学研究领域中有着广泛的应用。

除光学全息外，还发展了红外、微波和超声全息技术，这些全息技术在军事侦察和监视上有重要意义。

除用光波产生全息图外，已发展到可用计算机产生全息图。全息图用途很广，可作成各种薄膜型光学元件，如各种透镜、光栅、滤波器等，可在空间重叠，十分紧凑、轻巧，适合于宇宙飞行使用。使用全息图贮存资料，具有容量大、易提取、抗污损等优点。

全息照相的方法从光学领域推广到其他领域。如微波全息、声全息等得到很大发展，成功地应用在工业医疗等方面。地震波、电子波、X射线等方面的全息也正在深入研究中。全息图有极其广泛的应用。如用于研究火箭飞行的冲击波、飞机机翼蜂窝结构的无损检验等。现在不仅有激光全息，而且研究成功白光全息、彩虹全息，以及全景彩虹全息，使人们能看到景物的各个侧面。全息三维立体显示正在向全息彩色立体电视和电影的方向发展，甚至进入我们的日常生活，如产品商标，书籍装帧以及小工艺品等。

中学的物理学习一直在理论上，缺乏直观的认识和感受，而实验让我对理论认识更清晰、直观，也更加深刻。3D电影更是向大众展现了全息技术的特点和趣味。我相信随着不断地研究发现及创新，全息技术的道路会越来越宽广。2010年12月15日

第三篇：激光全息照相(大物实验总结)讲解

激光全息照相

摘要:全息的意义在于记录光波的全部信息。自从20世纪60年代激光出现以来,全息照相得到了全面的发展和广泛的应用。本文简述了全息照相的实验原理及实验技巧,并给出了其应用前景。

关键词:激光全息照相,原理,技巧,应用 引言

光是一种电磁波,它的全部信息包含:振幅(反映物体上各点发出的光的强弱,决定像的强度,位相(反映物体上各点在空间的相对位置,决定像的形状和频率(反映光的颜色。普通照相只记录了振幅,得到的是二维平面像,而全息照相在记录振幅信息的同时还记录了位相信息,即记录了光波的全部信息。因而这种照相称为全息照相。全息照相得到的是三维空间的立体像,它所依据的基本原理通常概括为“干涉记录,衍射再现”。全息摄影技术的应用十分广泛,目前,已应用于精密测量、无损探伤、指纹识别、高速摄影、全息显微术、信息处理和信息储存等许多领域。

1.全息照相术的起源

早在1948年.全息照相的奥秘由Denis Gabor所发现.它通过光的衍射使图象由平面变为立体.因而获得诺贝尔物理奖.1982年.美国加里福尼亚物理学家Steve Mc Grew 开发了从玻璃版转移到镍薄片上的操作方法。使得全息图能够以高速而低成本地压印在塑料薄膜上成为可能.八十年代中,Steve Mc Grew遇到了英国John Brown.他们合伙在英国建立了欧洲光压印公司(Light Impressions Europe。该公司在发展浮雕式全息照相工业起到了先锋作用.例如礼品业、时装业都采用了该公司的全息图标贴,作为市场促销的工具.1987年.该公司的乙烯基压敏胶全息图获得了促进应用全息图的Fasson奖.2.实验原理及技巧

物体上各点发出的光(或反射的光是电磁波,借助于它的频率、振幅和相位的不同,人们可以区分物体的颜色、明暗、形状和远近等。普通照相是通过透镜把物体成像在感光底片上,记录了物体的表面光强(光振动振幅的平方的分布,所以记录的只是光信号的强度,得到的只是物体的一个平面相。所谓“全息照相”就是把物体上发出的光信号的全部信息—-振幅和相位记录下来,并能完全再现被摄物光波的全部信息,从而再现物体的立体图像。全息照相分为两个部分:用干涉法记录光波全息图,称波前纪录;用全息图把原光波波前再现,称波前再现。

为拍出一张满意的全息照片拍摄系统必须具备以下要求:(1光源必须是相干光源。全息照相是根据光的干涉原理,因此要求光源必须具有很好的相干性。激光的出现,为全息照相提供了一个理想的光源。这是因为激光具有很好的空间相干性和时间相干性。参考光和物光的光程差的影响。参考光和物光的光程差不能太大,不能大于所用激光的相干长度,否则两者不能相干,无法在全息干板上获得干涉条纹。(2全息照相系统要有稳定性,由于全息底片上记录的是干涉条纹,而且是又细又密的干涉条纹,所以在照相过程中极小的干扰都会引起干涉条纹的模糊,甚至使干涉条纹无法记录。比如,拍摄过程中若底片位移一个微米,则条纹就分辨不清,为此,要求全息实验台是防震的。全息台上的所有光学器件都用磁性材料牢固地固定在工作台面钢板上。另外,气流通过光路,声波干扰以及温度变化都会引起周围空气密度的变化。因此,在曝光时应该禁止大声喧哗,不能随意走动,保证整个实验室绝对安静。

(3要有高分辨的记录介质,随夹角θ的增大,干涉条纹间距d将进一步减小,而普通照相感光底片的分辨率仅为每毫米100条,因此全息照相需要采用高分辨率的记录介质-全息感光片。这种感光片的分辨率可大于每毫米1000条,但感光敏感度不高,所需曝光时间比普通照相感光底片要长,而且它只对红光敏感,因此全息照相的全部操作过程都可在暗绿色灯光下进行。(4曝光时间的影响。如果曝光时间太短,底

板上条纹太浅甚至没有,复杂的衍射光栅无法形成,当然也就无法再现像。若曝光时间太长,底板可能太黑,光线的透过率降低。另外,曝光时间越长,保持系统稳定性越难,曝光时间内突然的躁声和振动会使拍摄失败。(5显影时间的影响。显影的程度是否适当对全息图质量影响很大。若显影时间太长,全息干板发黑,光线的透射率

降低,无法再现像;而显影时间太短,干板上条纹不能出现,无法形成复杂的衍射光栅,甚至是一块透明玻璃片,也无法再现像。

3全息照相术的应用

激光全息术在防伪方向的应用.全息图的色彩是通过光衍射而获得而不是依靠油墨.所以它不可能用一般的摄影术来复制,因而要仿冒全息图标贴是极端困难的.利用全息图防止仿冒的应用.最早用于高级的防仿冒市场.例如银行的信用卡,以后逐渐延伸到电脑软件、药品、化妆晶、食品、饮料、时装、礼品等都利用全息图标贴作为防仿冒的有力武器,对产品的真伪起到鉴别的作用。

压力容器进行无损探伤一直是国内外石油、化工等行业研究的重要内容.将激光全息照相技术用于压力容器无损探伤,是一个很有应用价值的尝试.尽管压力容器试验规范上还没有要求采用这种技术.但随着激光全息照相技术在各个工业领域的广泛应用.采用先进的激光全息干涉技术对压力容器进行无损探伤,具有越来越重要的应用价值。

指纹识别。全息照相是快速、准确识别指纹特征的最有效的方法。它利用相关匹配滤波片把指纹信息转换成光强变化。被检指纹若与指纹库中某一指纹完全一致,则产生最大光强;若不一致,则挡去一部分光而减弱光强。全息照相系统与电子计算机处理系统相比,有以下优点:a无需事先画出指纹的视频波;b允许多个库存指纹和潜指纹同时进行比较;c以较简单的光学装置代替复杂的数学运算过程。

常规照相对物证的保密性较差,拍出的底片在可见光下是可以判读的;而全息底片必须通过相干光源,在特殊的光路下才能观察到底片的内容。因此,全息底片具有良好的保密性能。常规照相底片如果破损(如撕破、断开,就无法进行补救,而全息底板即使破损,分开的底板仍包含全部信息。发布通辑令,就可以将已照好的全息底板分成多块,在各地同时发出,缩短寄送时间,加快通辑令的迅速传播。

常规显微照相为了提高显微镜的分辨本领,镜头的数值孔径尽量大一些,结果高分辨显微镜的景深必然很小,所以只能看到几乎是一个平面上的物,想看一个三维物

体就要多次调焦;而全息显微镜对立体物做出全息图,然后通过全息图显现物的三维像,解决了一般显微镜中分辨本领与景深的矛盾。根据全息照相的原理,在记录物体和显示物体影像时,可以不采用透镜,避免了像差影响而达到很小的衍射极限。全息照相的视野只与记录材料的分辨本领和尺寸有关,因而可以获得更大的视野。如果在拍摄和显示时,采用不同波长的激光器,可以实现图像放大。由于波长的不同,衍射角不同,这等于将全息图作了相应调整。

信息贮存。一般全息图的记录介质是感光乳剂,它通过受光乳剂的黑度来记录振幅分布;同样也可以用铌酸锂单晶来记录。在lcm3大小的这种单晶内,可以贮存1000幅全息图。这是因为在光的照射下,铌酸锂折射率的改变量正比于入射光强,而表现出的纯位相分布的多层性可以记录多层全息图的缘故,其记录的分辨本领可超过1600线/mm。可以证明,以全息图或傅立叶频谱的方式来贮存信息和恢复信息比用实像好。这种信息贮存方式也许就是人脑中贮存信息的方式,至少为研究这类问题提供了一个可能的模型。

结束语

激光全息照相实验的成功率问题一直困扰着我们,本文就提出了一些改进的技巧。虽然说全息照相还有种种的缺点,比如防伪方向正经受着其他技术的很大冲击,因此我们要不断的改进技术,挖掘其潜能。全息照相的应用潜力是还是十分巨大的,在未来,这一新技术将会在工业、医学、国防、公共安全等各个领域全面展开,产生显著的社会效益和经济效益。

参考文献

1.杨帆,杨宁.激光全息照相技术及其应用前景[J].中山大学学报,2008,25(2.2.代伟.全息照相实验技巧探讨[J].实验技术与管理.2007,24(8.3.大学物理实验教程(2-2.石油大学出版社.2008

第四篇：激光全息照相(大物实验总结)

激光全息照相

摘要：全息的意义在于记录光波的全部信息。自从20世纪60年代激光出现以来，全息照相得到了全面的发展和广泛的应用。本文简述了全息照相的实验原理及实验技巧，并给出了其应用前景。

关键词：激光全息照相，原理，技巧，应用 引言

光是一种电磁波，它的全部信息包含：振幅(反映物体上各点发出的光的强弱，决定像的强度)，位相(反映物体上各点在空间的相对位置，决定像的形状)和频率(反映光的颜色)。普通照相只记录了振幅，得到的是二维平面像，而全息照相在记录振幅信息的同时还记录了位相信息，即记录了光波的全部信息。因而这种照相称为全息照相。全息照相得到的是三维空间的立体像，它所依据的基本原理通常概括为“干涉记录，衍射再现”。全息摄影技术的应用十分广泛，目前，已应用于精密测量、无损探伤、指纹识别、高速摄影、全息显微术、信息处理和信息储存等许多领域。1.全息照相术的起源

早在1948年．全息照相的奥秘由Denis Gabor所发现．它通过光的衍射使图象由平面变为立体．因而获得诺贝尔物理奖．1982年．美国加里福尼亚物理学家Steve Mc Grew开发了从玻璃版转移到镍薄片上的操作方法。使得全息图能够以高速而低成本地压印在塑料薄膜上成为可能．八十年代中，Steve Mc Grew遇到了英国John Brown．他们合伙在英国建立了欧洲光压印公司(Light Impressions Europe)。该公司在发展浮雕式全息照相工业起到了先锋作用．例如礼品业、时装业都采用了该公司的全息图标贴，作为市场促销的工具．1987年．该公司的乙烯基压敏胶全息图获得了促进应用全息图的Fasson奖． 2.实验原理及技巧

物体上各点发出的光（或反射的光）是电磁波，借助于它的频率、振幅和相位的不同，人们可以区分物体的颜色、明暗、形状和远近等。普通照相是通过透镜把物体成像在感光底片上，记录了物体的表面光强（光振动振幅的平方）的分布，所以记录的只是光信号的强度，得到的只是物体的一个平面相。所谓“全息照相”就是把物体上发出的光信号的全部信息—-振幅和相位记录下来，并能完全再现被摄物光波的全部信息，从而再现物体的立体图像。全息照相分为两个部分：用干涉法记录光波全息图，称波前纪录；用全息图把原光波波前再现，称波前再现。

为拍出一张满意的全息照片拍摄系统必须具备以下要求：（1）光源必须是相干光源。全息照相是根据光的干涉原理，因此要求光源必须具有很好的相干性。激光的出现，为全息照相提供了一个理想的光源。这是因为激光具有很好的空间相干性和时间相干性。参考光和物光的光程差的影响。参考光和物光的光程差不能太大，不能大于所用激光的相干长度，否则两者不能相干，无法在全息干板上获得干涉条纹。（2）全息照相系统要有稳定性，由于全息底片上记录的是干涉条纹，而且是又细又密的干涉条纹，所以在照相过程中极小的干扰都会引起干涉条纹的模糊，甚至使干涉条纹无法记录。比如，拍摄过程中若底片位移一个微米，则条纹就分辨不清，为此，要求全息实验台是防震的。全息台上的所有光学器件都用磁性材料牢固地固定在工作台面钢板上。另外，气流通过光路，声波干扰以及温度变化都会引起周围空气密度的变化。因此，在曝光时应该禁止大声喧哗，不能随意走动，保证整个实验室绝对安静。

（3）要有高分辨的记录介质，随夹角θ的增大，干涉条纹间距d将进一步减小，而普通照相感光底片的分辨率仅为每毫米100条，因此全息照相需要采用高分辨率的记录介质-全息感光片。这种感光片的分辨率可大于每毫米1000条，但感光敏感度不高，所需曝光时间比普通照相感光底片要长，而且它只对红光敏感，因此全息照相的全部操作过程都可在暗绿色灯光下进行。（4）曝光时间的影响。如果曝光时间太短，底 板上条纹太浅甚至没有，复杂的衍射光栅无法形成，当然也就无法再现像。若曝光时间太长，底板可能太黑，光线的透过率降低。另外，曝光时间越长，保持系统稳定性越难，曝光时间内突然的躁声和振动会使拍摄失败。（5)显影时间的影响。显影的程度是否适当对全息图质量影响很大。若显影时间太长，全息干板发黑，光线的透射率降低，无法再现像；而显影时间太短，干板上条纹不能出现，无法形成复杂的衍射光栅，甚至是一块透明玻璃片，也无法再现像。

3全息照相术的应用

激光全息术在防伪方向的应用．全息图的色彩是通过光衍射而获得而不是依靠油墨．所以它不可能用一般的摄影术来复制，因而要仿冒全息图标贴是极端困难的．利用全息图防止仿冒的应用．最早用于高级的防仿冒市场．例如银行的信用卡，以后逐渐延伸到电脑软件、药品、化妆晶、食品、饮料、时装、礼品等都利用全息图标贴作为防仿冒的有力武器，对产品的真伪起到鉴别的作用。

压力容器进行无损探伤一直是国内外石油、化工等行业研究的重要内容 ．将激光全息照相技术用于压力容器无损探伤，是一个很有应用价值的尝试．尽管压力容器试验规范上还没有要求采用这种技术．但随着激光全息照相技术在各个工业领域的广泛应用．采用先进的激光全息干涉技术对压力容器进行无损探伤，具有越来越重要的应用价值。

指纹识别。全息照相是快速、准确识别指纹特征的最有效的方法。它利用相关匹配滤波片把指纹信息转换成光强变化。被检指纹若与指纹库中某一指纹完全一致，则产生最大光强；若不一致，则挡去一部分光而减弱光强。全息照相系统与电子计算机处理系统相比，有以下优点：a无需事先画出指纹的视频波；b允许多个库存指纹和潜指纹同时进行比较；c以较简单的光学装置代替复杂的数学运算过程。

常规照相对物证的保密性较差，拍出的底片在可见光下是可以判读的；而全息底片必须通过相干光源，在特殊的光路下才能观察到底片的内容。因此，全息底片具有良好的保密性能。常规照相底片如果破损(如撕破、断开)，就无法进行补救，而全息底板即使破损，分开的底板仍包含全部信息。发布通辑令，就可以将已照好的全息底板分成多块，在各地同时发出，缩短寄送时间，加快通辑令的迅速传播。

常规显微照相为了提高显微镜的分辨本领，镜头的数值孔径尽量大一些，结果高分辨显微镜的景深必然很小，所以只能看到几乎是一个平面上的物，想看一个三维物体就要多次调焦；而全息显微镜对立体物做出全息图，然后通过全息图显现物的三维像，解决了一般显微镜中分辨本领与景深的矛盾。根据全息照相的原理，在记录物体和显示物体影像时，可以不采用透镜，避免了像差影响而达到很小的衍射极限。全息照相的视野只与记录材料的分辨本领和尺寸有关，因而可以获得更大的视野。如果在拍摄和显示时，采用不同波长的激光器，可以实现图像放大。由于波长的不同，衍射角不同，这等于将全息图作了相应调整。

信息贮存。一般全息图的记录介质是感光乳剂，它通过受光乳剂的黑度来记录振

3幅分布；同样也可以用铌酸锂单晶来记录。在lcm大小的这种单晶内，可以贮存1000幅全息图。这是因为在光的照射下，铌酸锂折射率的改变量正比于入射光强，而表现出的纯位相分布的多层性可以记录多层全息图的缘故，其记录的分辨本领可超过1600线／mm。可以证明，以全息图或傅立叶频谱的方式来贮存信息和恢复信息比用实像好。这种信息贮存方式也许就是人脑中贮存信息的方式，至少为研究这类问题提供了一个可能的模型。结束语

激光全息照相实验的成功率问题一直困扰着我们，本文就提出了一些改进的技巧。虽然说全息照相还有种种的缺点，比如防伪方向正经受着其他技术的很大冲击，因此我们要不断的改进技术，挖掘其潜能。全息照相的应用潜力是还是十分巨大的，在未来，这一新技术将会在工业、医学、国防、公共安全等各个领域全面展开，产生显著的社会效益和经济效益。参考文献

1.杨帆,杨宁.激光全息照相技术及其应用前景[J].中山大学学报,2008,25(2).2.代伟.全息照相实验技巧探讨[J].实验技术与管理.2007,24(8).3.大学物理实验教程(2-2).石油大学出版社.2008

第五篇：全息照相课外素材

全息照相发展的背景与历史

在普通照相术中，一束普通的光从物体上反射，落到能感光的照相底片上，底片上感光之处变黑，如此便形成一张负片。由负片再形成正片，它是一种平坦的二维图像。

假定将这样的一束光一劈为二，一部分射中一个物体，且在反射时带有因该物体的影响而产生的规则性。第二部分则为一块平面镜所反射，它完全没有任何不规则性。记下了这两束光之间的干涉情况。记录着这种干涉图案的底片仿佛什么也没有，但是如果使光透过它，那么这些光就会呈现出上述干涉特征，并产生一个三维像，然后就可以从各种不同角度用普通的方法将它拍摄下来。

这种想法最初是旅英匈牙利物理学家伽博于１９４７年研究出来的，他称之为holography.该词源于希腊语，本意是“完全的摹写”，汉语中译作“全息照相术”。它把像完全记录下来了。而不只记录一部分。

但是用普通的光并不能实现伽博的想法，因为在普通光产笺干涉将会混乱不堪，因此不能给出清晰的像。

后来由于激光的使用使这种现象得以改观。激光束具有同一的波长，它们全都在同一方向上运动。１９６５年，密西根大学的利恩和厄帕特尼克斯用激光产生了第一幅全息图。从那时起，全息照相订已经提高到这样的程度：不仅有可能实现彩色全息照相术，而且由激光产生的干涉条纹拍摄后，可以用普通光来重视。

全息照相原理

一般照相机照出的照片都是平面的，没有立体感。用物理术语来说，得到的仅是二维图像，很多信息都失去了。当激光出现后，人类才第一次得到了全息照片。所谓全息照片就是一种记录被摄物体反射（或透射）光波中全部信息的先进照相技术。全息照片不用一般的照相机，而要用一台激光器。激光束用分光镜一分为二，其中一束照到被拍摄的景物上，称为物光束；另一束直接照到感光胶片即全息干板上，称为参考光束。当光束被物体反射后，其反射光束也照射在胶片上，就完成了全息照相的摄制过程。全息照片和普通照片截然不同。用肉眼去看，全息照片上只有些乱七八糟的条纹。可是若用一束激光去照射该照片，眼前就会出现逼真的立体景物。更奇妙的是，从不同的角度去观察，就可以看到原来物体的不同侧面。而且，如果不小心把全息照片弄碎了，那也没有关系。随意拿起其中的一小块碎片，用同样的方法观察，原来的被摄物体仍然能完整无缺地显示出来。全息照相的原理是利用光的干涉原理，利用两束光的干涉来记录被摄物体的信息。这个理论很早就有人提出过，但只有激光才能达到它所要求的高度单色性。因此，只有在激光器诞生以后人们才实现了这一梦想。1)全息照相过程分全息记录和波前再现两步。

(2)全息记录依据的是干涉原理，物光波与参考光波相干迭加而产生了干涉条纹，干涉条纹的反衬度记录了物光波前的振幅分布，干涉条纹的几何特征(包括形状，间距，位置)记录了物光波前的位相分布。就是说，全息图上的强度分布记录了物光波的全部信息-------振幅分布和位相分布，它们分别反映了物体的亮暗和位置等方面的特征。应当指出，任何感光底片都只能记录振幅(或者说强度)的分布，而不能直接记录位相分布。全息照相之所以能够记录位相分布，是利用了参考光波把它转化成了干涉条纹的强度分布。假如没有参考光波，或者它与物光波不相干，波前上的位相分布是不可能记录下来的。所以确切地说，全息照相记录下来的是两光波之间位相差的分布，或者用无线电技术的术语来说，全息图的记录过程是通过物光波对参考光波的调制来完成的。要想再现物光波前，还需进行解调，全息图再现过程,实质上就是这种解调过程。(3)波前再现的过程是光的衍射过程，照明光波经全息图衍射后出现一个复杂的光波场。在干涉底片作线性处理的条件下，全息图的衍射场总含有三种主要成分，即物光波的再现(+1级波),物光波的共轭波(-1级波),照明光波的照直前进(0级波).在离轴记录和重现的全息照相装置中，这三列衍射波在空间彼此分离，互不干扰，便于人们用眼睛或镜头观测物光波的虚像或其共轭波的实像。

(4)无源空间边值定解是惠更斯-菲涅耳原理的实质，它是理解全息图衍射波引起观测效果的理论基础。波前函数的相因子判断法，也是分析全息图衍射场的一种有效手段。(5)作为一门技术，全息照相还有许多重要问题值得研究讨论，如成像质量问题，放大率问题，体全息图，二次曝光全息图，时间平均全息图，以及拍摄一张高质量的全息图所必须保证的一系列实验条件等，这里就不作介绍了。

全息照相技术

三维多重体全息存储

利用某些光学晶体的光折变效应记录全息图形图像，包括二值的或有灰阶的图像信息，由于全息图像对空间位置的敏感性，这种方法可以得到极高的存储容量，并基于光栅空间相位的变化，体全息存储器还有可能进行选择性擦除及重写。防伪全息技术 H olographic anti-counterfeiting techniques: 具有防伪功能的全息技术。

全息术（Holography)是指应用光的干涉和衍射原理, 将物体发出的光波以涉条纹的形式记录下来成为“全息图”, 并在一定的条件下再现出和原物逼真的三维衍射像的技术.由于记录了物体光波的振幅和相位信息, 因而称为全息术或全息照相。

全息术应用在防伪方面, 形成了防伪全息技术.国内目前主要应用的属于彩虹全息技术.彩虹全息术是用激光记录全息图，用白光照明再现单色像的一种全息术。它的基本特点是在记录系统中运用狭缝限制再现光波，使光波的色模糊减小，从而实现白光再现单色像。随着观察角的变化像的颜色可以连续发生红绿兰的变化，像雨后天空中的彩虹一样，因而叫彩虹全息。彩虹全息图的一个很重要的特点是适合应用模压复制的方法来大批量生产，这样生产的全息图称为模压全息图。其制作可分为三个阶段：首先拍摄一个浮雕型的彩虹全息图作为母版；然后将其上的浮雕全息图经过电铸转移到金属镍上，制成一批镍压模；最后在透明塑料或镀铝的聚脂膜上压制成透射或反射浮雕全息图。一个镍压模可连续压印百万次以上。

一个压制在透明塑料上的彩虹全息图可应用金属化的方法生成镜面使透射光反射回来，这时照明光和观察方向都在观察者这一侧，便于观看。

近年又有透明全息图问世，它是在普通彩虹全息图的基础上的革新。其中的一种是将聚酯薄膜上的铝层做成网点状并控制网点密度，在再现光下使有金属的网点处有光反射，在非金属网点处形成光的透射，并调整透射与反射之比，使透过全息图的同时还能看到图下掩盖的图文。目前已在美国加州驾驶证、印尼警察工作证及我国大陆与台湾的身份证上使用。

另一种是在全息图条纹上镀上多层透明介质，使其在一定的视角上可看到全息图；而在另一视角上几乎成了透明膜，并显露出下面覆盖的图文，可用于证件、护照上。我国自80年代末引进第一条激光全息图像生产线以来，所生产的激光防伪标识在防伪打假中曾一度发挥作用。以后由于各地蜂拥而起，目前能生产此类标识的厂家有数百个，由于技术上、管理上存在的诸多问题，使得有些真的标识不易识别，一些仿造的标识又能以假乱真，降低了激光全息标识在人们心目中原有的地位。但如能加强管理、改进技术、生产高质量的全息图，仍不失为一种简便的防伪方法。

目前又研制成计算机全息图、双光束雕刻全息图、真彩色全息图、合成全息图、密码全息图（用一激光笔可读出图中的信息）等等，还有可食用的全息图可用于药片防伪。应用上述的激光彩虹全息图制版技术和模压复制技术，在商标产品、证券、文件或它们的封装之上制作上去含有可见的或不可见的文字、图像、暗记或信息的标识，便称为激光彩虹全息防伪标识。

全息制版技术 Holographic mastering 利用全息学原理制作全息图母版的技术.含彩虹全息技术、光信息处理及光学变换技术、色彩控制及多通道技术、计算全息技术及脉冲全息技术等.例如: 彩虹全息、三维多色、消色差、真彩色全息图、计算机制全息图等.叠印技术 Multiple Techniques

在全息产品上再次印刷、或在全息制版过程中通过非全息技术制作特殊效果图形(通过全息模压技术批量复制)的技术.含各类防伪油墨的应用及揭启自检技术及其他可施加于全息母版(光刻胶版或镍版),并可通过模压技术进行批量图象转移的技术.材料技术或转移技术 Materials and transfer techniques

采用特殊材料(如纸或特殊镀膜等)做为基材、或采用特殊复制手段制作全息图的技术.例如用不干胶将全息图贴附在硅油纸上,以备使用, 或直接将全息图做在纸上, 用作包装等.美国有一家立体食品公司，他们的设计师独出心裁地把“光”和“甜味”结合在一起，创制出一种令人叹服的新奇糖果，名曰“全息糖果”。这种糖果的制造过程十分特别，他们要在巧克力和糖果的表面镶上一条条极细的波纹。当光线照射到这些波纹上时，便会自动扩散，形成神奇的全息影像。

该公司还打算与好莱坞及其他食品商合作，使儿童电影中的某些场面得以在糖果上重现。若在糖果内层加上各式全息影像，更可使糖果在溶化时出现不同的影像，这无疑非常神奇有趣。

清朝全息相片之谜

清朝时候，有个姓汪的官员外出，乘马车走在一处河堤上。天空忽然阴云密布，随即雷鸣电闪，大雨倾盆。汪某急忙让车子停在一棵大柳树下躲避。

雨过天晴，汪某下车方便，回头时猛地看见车窗内有几个人影，心中不禁一惊。揭开车帘看，车厢里空无一人，仔细审视，原来人影是在车窗玻璃上。回家后，人影依然不散，家人都以为神异，就把这块玻璃取下供奉起来。

20几年后，汪家的儿童用弓箭游戏，不小心打碎了玻璃。奇怪的是，每一块碎片上的影像仍然是完整的。

汪某的外甥，翰林院侍读张亮基得到一块碎片，拿去给他的好友姚元之看。姚元之把自己看到的情况记录下来，并收入他所写的《竹叶亭杂记》书中。

书中记载：放平了看，这是一块残缺的玻璃片，但斜向阳光看去，就有一个“仙人”坐在里面，仪容端庄，面色微红，双目炯炯，胸前飘着长长的白须，头戴红色道冠，穿紫色衣服，右手执一柄羽毛扇，身旁还侍立着一个童子。

姚元之在清代嘉庆、道光两朝，做官近40年，经历丰富，博学能文，著述严谨。囿于当时认识水平，姚元之把这一奇异现象解释为在雷雨时刻，一位避劫的仙灵精气聚合不散，附着在玻璃上而成。