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浅说全息摄影

0 2010-06-09 06:22:00   蜂鸟网   作者:网络综合 [转载]
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    喜欢用谷歌搜索引擎的朋友会发现,前几天的谷歌Logo套上了一个奇怪的“水晶棺”,那是谷歌为纪念全息摄影术的发明者——丹尼斯·加博尔诞辰110周年的纪念涂鸦。那么,到底什么是全息摄影呢?我们为大家搜集了一些这方面的资料。

浅说全息摄影
谷歌纪念丹尼斯·加博尔诞辰110 周年

    1956年丹尼斯·加博尔发明了正交全息照相法,运用传统的过滤光源,创立全息照相的基本技术。1960年有了激光后,全息照相成为实用技术。制成了平面阴极射线管,提出形成光学描述的矩阵理论,通信技术中的分析信号理论、脉冲压缩原理,信息论中的伽柏——申农理论。

浅说全息摄影
丹尼斯·加博尔

  瑞典皇家科学院将1971年度的奖金授予了一个已获得100多项发明专利权的人——丹尼斯·加博尔,主要是由于他在全息照相术上取得的成就,该成就可认为是发现,也可以认为是发明。丹尼斯因发明和发展了全息照相法,获得了1971年度的诺贝尔物理学奖,这是他所获得的最高荣誉。

  全息摄影是指一种记录被摄物体反射波的振幅和位相等全部信息的新型摄影技术。普通摄影是记录物体面上的光强分布,它不能记录物体反射光的位相信息,因而失去了立体感。

    全息摄影采用激光作为照明光源,并将光源发出的光分为两束,一束直接射向感光片,另一束经被摄物的反射后再射向感光片。两束光在感光片上叠加产生干涉,感光底片上各点的感光程度不仅随强度也随两束光的位相关系而不同。所以全息摄影不仅记录了物体上的反光强度,也记录了位相信息。

  非常遗憾的是,我们无法为大家在这里展示全系摄影的奇妙效果,因为人眼直接去看这种感光的底片,只能看到像指纹一样的干涉条纹,但如果用激光去照射它,人眼透过底片就能看到原来被拍摄物体完全相同的三维立体像。一张全息摄影图片即使只剩下一小部分,依然可以重现全部景物。全息摄影可应用于工业上进行无损探伤,超声全息,全息显微镜,全息摄影存储器,全息电影和电视等许多方面。

    全息摄影又称全像摄影(Holography),是光学上极富诱惑的一项技术。我们都有这样的体会,洒在马路的油膜在阳光下会呈现出多种色彩,而在吹起的肥皂泡上也会看到同样的情况,原因是由于肥皂泡两个面的反射光出现了干涉,称光的薄膜干涉现象。光是摄影的生命,而光有很多的特性,如色散和散射,有经验的摄影师可以充分利用这些现象变有害为有利,从而为作品添加一些新奇的效果。照相机镜头是由多组透镜合成的,为避免光在透镜表面的反射损失,人们发明出镜头的镀膜技术,使一定波长的光在反射时相互抵消,以增加进入镜头的光线使成像更清晰。同样,人们利用光波的干涉特性研究出了具有立体效果的全息摄影技术。全息摄影曾一度是科学家进行科研的专利技术,现在普通人经过一定的学习也可以掌握了,如普遍用于信用卡或图书封面的仿伪卡,那是一种立体显像的东西,在阳光下显示着五光十色的反射光。

  “全息”这一词我们会感想到很熟悉,联想到耳针中的人体全息图。人耳是人体的一个缩影,上面对应人体各个器官,从这里人们进一步研究出人体的任何一局部都有整个身体的信息,所以称全息图,了解这点对全息摄影也就容易理解了。

浅说全息摄影

什么是光的干涉现象

  在物理课的力学中我们做过水波的干涉实验,而根据光的波动特性,人们也成功地观察到了光波的干涉与衍射现象。为得到频率相同的二条光线,让光从一个狭缝中同时射向第二屏的两个小孔,两束光在屏后出现了干涉条纹,条纹的出现是因为二束光的波峰与波谷会由于叠加时(同相)光加强,相互抵消时(反相)光减弱。这一现象使美国麻省理工学院的物理学家Stephen Benton发现其后面隐藏着一项高科技,从而对这项技术做出进一步的研究。

全息图像的特点

浅说全息摄影

    有关全息的原理在1947年就已由英国物理学家丹尼斯伽柏提出了,科学家本人也因此获得了诺贝尔奖。在全息影像拍摄时,记录下光波本身以及二束光相对的位相,位相是由实物(图中蓝色光线)与参考光线(图中红色光线)之间位置差异造成的,从全息照片上的干涉条纹上我们看不到物体的成像,必须使用具有凝聚力的激光来准确瞄准目标照射全息片,从而再现出物光的全部信息。一个叫班顿的人后来又发现了更为简便使用白光还原影像的方法,从而使这项技术逐渐走向实用阶段。美国《国家地理杂志》第一次使用白色光全息片贴在封面时,销售量由一千万份增加到再版后的一千六百万份。这一技术后由美国传到欧洲和其它国家,广泛用于信用卡等仿伪技术。激光全息摄影技术也随之风靡全世界。

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