光全息术的发展及现状

2008/8/25/10:26 来源：中国光学光电子行业网

    全息学的发展阶段 

    目前全息学正处在它的第三个发展阶段。第一阶段，20 世纪40 年代后期——起始于《自然》杂志上盖伯的最初几篇论文。这个领域吸引了一些卓越的研究人员（Lohmann, Roger 等），但并没有引起普遍的兴趣。第二阶段，60 年代中期，起始于《英国光学学会会刊》上Leith 和Upatnieks 的论文以及几乎在同时问世的连续波可见光激光器。那时支持全息学的人们热情很高，而现实却显得远远达不到人们所期待的结果。较多的全息研究计划着手进行，但很快便终止了。第三阶段没有一个明确的起始日期，也没有一篇明确的创新性的论文，第三阶段缓慢，但稳步地重新引起注意和得到资助是起始于70 年代中期。 

    全息学的回顾与展望 

    虽然全息术也是一个照相过程，但在概念上是根本不同的。全息术的目的仅仅是记录的照度公布，而实际上要记录下投射到记录平面上的完整波场。这个平面通常还不是一个成像平面，记录完整的波场意味着既记录振幅，也记录位相。当然，问题在于记录位相。振幅（或它的平方，照度）是容易记录的，任何照相记录材料都能胜任这个工作。所有的检测器对波场各部分之间的位相差是完全不灵敏的。然而，物体的信息既包含在波场的振幅结构中，也包含在位相结构中。如果要把波场完全记录下来，振幅和位相二者都必须被检测到。盖伯借助于把位相差转换成强度差的背景波解决了全息术发明中的基本问题，从而把位相编码成照相胶片能够识别的量。盖伯称这记录为全息图，意思是完整的记录。实际上波形以这样的方式被记录在全息图上，在以后的任何时刻只要用一恰当的光束照明全息图，波场能准确地再现出来。这光束通过全息图后，具有了原始波场位相和振幅的调制特性，原始波场好像是被照相干版所俘获，以后被释放出来。再现的波形似乎从来未受过干扰而传播着。迎着光束的观察者发现它与原始波没有区别。他似乎在观察原物，仿佛原来的物体仍放在那里。他看到的是观察真实世界所具有的一切光学特性的物体。它具有三维特性和实际生活中一切正常的视差关系。这个惊人的现实使得全息术成为科学家和普通人都十分关注的一个议题。全息术确实根本不同于常规的照相术。 

    全息术的重要早期工作是布喇格X 射线显微镜的工作及更早期的Woefke 的工作。布喇格的方法是一个两步衍射过程。用照相术方法记录下从晶体散射的X 射线，然后用可见光产生类似的波场。Gobor 的全息术过程是受了布喇格显微镜的启发。他的目的是要改善电子显微镜的象质。Gobor的解决办法是巧妙的，它与传统的电子显微术截然不同，Gobor 记录了被照相物体的射场，然后用光波再现这个场。这为以后全息术的研究打下的重要的基础。几乎在同时，苏联Denisynk 报告了一个重要进展，他把全息术过程与法国物理学家GabrielLippmann 在1891 年发明的彩色照相术形式结合起来。Denisyuk 全息图可以产生单色象，或者在白光点光源下观察时可以产生彩色象。他得到的全息图称为体积全息图。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，全息干涉计量术是一个同样有意义的进展。

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