全息术

全息术，即在不使用图像的情况下创建独特的摄影图像的方法镜头．图像的摄影记录称为图像记录全息图，这似乎是一个难以辨认的条纹和轮毂图案，但这是什么时候照亮通过连贯的光，如由一个激光光束——将光组织成原始物体的三维表示。

一个普通的摄影图像记录强度的变化光从物体上反射，产生反射光少的暗区和反射光多的亮区。然而，全息术不仅记录光的强度，而且记录光的强度阶段的程度波构成反射光的锋面彼此同步，或者说连贯的．普通的光是不相干的——也就是说，光中众多波之间的相位关系梁是完全随机的;普通光波的波前不一致。

丹尼斯·伽柏他在1948年发明了全息摄影术，并因此获得了诺贝尔物理学奖诺贝尔奖20多年后(1971年)获得物理学奖。Gabor考虑了提高分辨率的可能性电子显微镜，首先利用电子束制作一个物体的全息图，然后用一束相干光检查这个全息图，如图所示图1．在Gabor最初的系统中，全息图记录了被物体衍射的光与共线背景之间的干涉。这将自动将该过程限制到具有相当大的透明区域的对象类别(参见图1一个)．当全息图被用来形成一个图像时，就形成了两个图像，如中所示图1 b．与这些图像相关的光是传播在同一方向上，因此在一个图像的平面上，来自另一个图像的光出现为失焦组件。尽管在一定程度上一致性可由聚焦光通过一个非常小的针孔，这种技术减少了光强度太多了，以至于它无法用于全息摄影;因此，几年来，Gabor的建议只是理论上的兴趣。20世纪60年代早期激光的发展突然改变了这种情况。激光束不仅具有高度的一致性但是强度也很高。

在众多种类的激光束中，有两种对全息术特别感兴趣:激光连续波(CW)激光器还有脉冲激光。连续波激光器发出一束明亮的、连续的、几乎纯色的光束。脉冲激光器发出一种极其强烈的短暂闪光，持续时间仅为1/100,000,000秒。两位科学家美国， Emmett N. Leith和Juris Upatnieks密歇根大学将连续波激光应用于全息摄影，并取得了巨大的成功，为许多研究应用开辟了道路。

全息照相的基本原理

本质上，问题在于嘉宝构思在他试图改进电子显微镜的过程中，就像摄影师在寻找三维现实主义时所面临的问题一样摄影．为了实现这一点，从光源流出的光本身必须被拍摄。如果这种具有大量快速移动波峰和波谷的光波可以被冻结片刻并拍摄下来，那么这种光波的模式就可以被重建，并将显示出与反射光的物体相同的三维特征。全息术通过记录相位内容来实现这种重建振幅反射光波:激光束反射光波的内容这是如何工作的图2在左边。

连续波激光全息术

在一个黑暗的房间里，一束相干激光从源b射到物体O上反映了，分散,衍射通过物理特征同时，一部分激光束作为入射光束或参考光束a被分离，并被反射到p点的照相底片上镜子M也在板p上，两束光束相互干涉;也就是说，它们各自的波幅结合在一起，在照相底片上创造出一种由条纹和螺旋组成的复杂图案干扰边缘．这些条纹由交替的亮区和暗区组成。光区是由两个梁撞击板块是有阶梯的——两束波束的波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇;这样，两束光束就相辅相成了。当两波振幅相等但相位相反时，波峰相遇，波峰相遇波谷，它们相互抵消，形成暗区。

显影后的底片被称为全息图。平板上的图像与拍摄的物体没有相似之处，但包含了物体反射的光束中存在的所有相位和振幅信息的记录。激光束的两部分——直射光束和反射光束——以大角度在平板上相遇，并在全息图上记录为非常细且紧密排列的干涉条纹。这种条纹图案包含了被拍摄物体的所有光学信息。

通过倒转程序，如右图所示图2,一个图像可以对原始对象进行重构。激光光束的相干光照亮全息图负H.激光的大部分光以中心光束a的形式穿过薄膜，没有被使用。全息图负片上密密的、精细的条纹就像一个衍射光栅弯曲或衍射剩余的光，以完全逆转产生全息图的相干光波的原始状态。衍射光以宽角度从激光的参考光束传输。

在全息图的光源一侧，在C处，形成了肉眼可见的虚像。另一边，在B处，形成了一个可以被拍摄的实像。这两种重建的图像都具有三维特征，因为除了振幅信息之外，这是普通摄影过程存储的所有信息，相位信息也被存储。这种相位信息提供了图像的三维特征，因为它包含了各种物体的深度和高度的精确信息轮廓物体的。可以用普通照相方法在选定的深度、精确对焦处，在B处拍摄重建的图像。

来自全息图的真实图像——也就是可以被拍摄的真实图像——看起来是伪镜的，或者具有反转的曲率。这种反转可以通过制作双全息图来消除，首先准备单全息图，然后将其用作创建第二个全息图的对象。通过双重反转，图像再次恢复正常，就像当一个镜像写作是由易读的通过观察第二面镜子。全息图的实像具有很有价值的性质。观看相机或显微镜可以定位和聚焦于各种深度选定的位置。原来的物体也可以带入空间中的位置。

全息图不仅提供不同深度(物体的不同横截面)的图像，而且如果观看者离开主图像所处的轴，还可以沿不同方向看到图像。在这些条件下可以看到直接图像。在全息照相术中，也可以在同一个底片上记录一个继承众多的多重图像可以重建为一个图像，导致全息摄影的可能性颜色．三个全息图可以用三种不同颜色的激光叠加在同一个平板上。用三种不同的激光进行重建会产生自然颜色的图像，尽管全息板本身是黑白的。