全息技术的应用及其前景展望介绍

重放光彩. 该实验室从事综合孔径天线研究的E. N. Leith 和J . Upatnieks 几乎在J aven 等人制成氦氖激光器的同时,对Gabor的技术做了划时代的改进,同时成功地进行了三维立体漫射物的记录和再现实验. 同时期(1962年) , 前苏联科学家Y. N. Denisyuk 根据G. Lipp2mann 的驻波天然彩色照相法(1908 年获诺贝尔物理学奖) 提出了白光反射全息图. 从此应用研究不断发展,许多科学工作者开始了他们自己的研究以探讨全息术的应用潜力及其应用领域,如全息干涉计量术、全息存储、全息光学元件、全息显微术、显示全息、计算全息等等.

这期间,S. A. Benton彩虹全息术的发明揭开了显示全息图的应用序幕(80年代产业化的模压全息术就是建立在Benton 彩虹全息图的基础上) . 他们的成功,使Gabor 的全息思想在1971 年获得诺贝尔物理学奖. 二十世纪六十年代以来，全息技术的应用不断发展。1962年随着激光器的问世，利思和乌帕特尼克斯(Leith and Upatnieks)在盖伯全息术的基础上引入载频的概念发明了离轴全息术，有效地克服了当时全息图成像质量差的主要问题---孪生像，三维物体显示成为当时全息术研究的热点，但这种成像科学远远超过了当时经济的发展，制作和观察这种全息图的代价是很昂贵的，全息术基本成了以高昂的经费来维持不切实际的幻想的代名词。1969年本顿(Benton)发明了彩虹全息术，掀起以白光显示为特征的全息三维显示新高潮。彩虹全息图是一种能实现白光显示的平面全息图，与丹尼苏克(Denisyuk)的反射全息图相比，除了能在普通白炽灯下观察到明亮的立体像外，还具有全息图处理工艺简单、易于复制等优点。

总结上文可以发现自六十年代以来全息术的发展大致经历了以下几个阶段 ：

1 同轴全息术

同轴全息术是伽伯当时采用的技术, 这一阶段主要是在1960 年激光器出现以前。这种技术获得的物体的再现像与照明光混在一起, 不易观察。1948 年, 伽伯为提高电子显微镜的分辨率, 在布拉格的“X 射线显微镜”、泽尼克的相衬原理的启示下, 提出了一种用光波记录物光波的振幅和相位的方法, 并用实验证实了这一想法。为了进一步证实其原理, 他先后采用电子波与可见光进行了验证, 并在可见光中得到了证实, 同时制成了第1 张全息图。从那时起到20 世纪50 年代末期, 全息图都是用汞灯作为光源, 而且是参考光与物光共轴的共轴全息即同轴全息图。它与±1 级衍射波是分不开的, 这是全息术的萌芽时期。这个时期全息图存在2 个严重问题, 一个是再现的原始像与共轭像分不开; 另一个是光源的相干性太差, 因此在这10 多年中, 全息术进展缓慢。

2 离轴全息术

离轴全息术是在激光器出现以后产生的用激光记录激光再现的全息术, 其特点是获得的物体重现像与照明光分离, 易于观察。1960 年激光的出现, 提供了一种高相干度光源。1962 年, 美国科学家利思(L eith) 和乌帕特尼克斯(U patn iek s) 将通信理论中的载频概念推广到空域中, 提出了离轴全息术, 就是用离轴的参考光与物光干涉形成全息图, 再利用离轴的参考光照射全息图, 使全息图产生3 个在空间互相分离的衍射分量, 其中一个复制出原始物光。这样, 同轴全息图的2 大难题宣告解决, 产生了激光记录、激光再现的全息图。从而使全息术在沉睡了十几年之后得到了新生并进入了一个极为活跃的阶段。此后, 又相继出现了多种全息方法, 如大景深全息照相法、激光记录与激光再现的彩色全息照相法等。 3 白光再现全息术

白光再现全息术是用激光记录, 白光照明再现的全息图制作技术, 它在一定的条件下赋予全息图以鲜艳的色彩, 这是目前应用最广的全息术。由于激光再现的全息图失去了色调信