全息攝影術

全息攝影術，是指一種記錄被攝物體反射波的振幅和位相等全部信息的新型攝影技術。全息攝影可套用於工業上進行無損探傷、超聲全息、全息顯微鏡、全息攝影存儲器、全息電影和電視等許多方面。

基本介紹

• 中文名：全息攝影術
• 外文名：Holographic photography
• 定義：記錄反射波振幅和位相的攝影技術
• 發明人：（英）Dennis Gabor
• 特點：記錄物體上的反光強度和位相信息
• 套用：無損探傷、超聲全息、全息顯微鏡

技術簡介

全息攝影術是指一種記錄被攝物體反射波的振幅和位相等全部信息的新型攝影技術。

普通攝影是記錄物體面上的光強分布，它不能記錄物體反射光的位相信息，因而失去了立體感。全息攝影採用雷射作為照明光源，並將光源發出的光分為兩束，一束直接射向感光片，另一束經被攝物的反射後再射向感光片。兩束光在感光片上疊加產生干涉，感光底片上各點的感光程度不僅隨強度也隨兩束光的位相關係而不同。所以全息攝影不僅記錄了物體上的反光強度，也記錄了位相信息。人眼直接去看這種感光的底片，只能看到像指紋一樣的干涉條紋，但如果用雷射去照射它，人眼透過底片就能看到原來被拍攝物體完全相同的三維立體像。一張全息攝影圖片即使只剩下一小部分，依然可以重現全部景物。全息攝影可套用於工業上進行無損探傷、超聲全息、全息顯微鏡、全息攝影存儲器、全息電影和電視等許多方面。

發明人信息

中文名：	加博爾（英文名字：Dennis Gabor）
別名：	伽博
家鄉：	匈牙利
性別：	男
國籍：	英國
出生年月：	1900年
去世年月：	1979年

工作原理

全息攝影的原理是基於相同波長和相位的相關光束重疊時，就會相互干涉，在照相底板上產生微細的干涉條紋圖（全息圖）。顯影后，在一束波列（參考光束）的照射下，該光學存儲將起到衍射光柵那樣的作用，重新產生其它波列，從而通過全息圖的底板，在被拍攝物的位置上，就能看到一個完整的三維實像。

在物光垂直入射的全息圖中，物光是由雷射束在擴散散射表面上折射而產生的，並與反射到全息底板上的參考光重疊，該參考光以後也可用於再現。與第一次曝光狀態相比較，如果物體發生了微小的移動或變形，則這種狀態下的物光也將相互位移，從觀察者看來，該物體好象被干涉條件所覆蓋。

如果不是在變化的時候通過已顯影全息圖進行觀察（實時法），而是在事後觀察通過兩次曝光存儲在全息圖上的不同狀態，也能得到類似的靜態印像。這兩種都叫做全息干涉法。

可見干涉條紋的形狀和數量分別提供了表面上發生的有關位移和變形的信息。這些條紋可用照相或電影技術確定下來，從而作出定性的評價，也可以在考慮全息圖幾何比例的情況下，通過有關的計算，作出定量估計。

無損檢驗

在材料非破壞性試驗中，一般只用定性估計來檢驗不規則之處。

對於纖維增強塑膠和多層複合材料所作的各種檢驗表明，由全息圖上可見的表面變形，可以定性地了解玻璃纖維增強塑膠板、管、空心體中的缺陷，如玻璃纖維層的分層和切斷，以及纏繞增強材料的纏繞缺陷的數量和方位。另一方面，可以用定量估劃法確定靜力載入和振動載荷下的板的壓力分布以及彈性參數（彈性模量、橫向伸長）。

與電影的關係

在過去幾年中莫斯科的電影攝影與照相研究所（NIKFI）已經研究了全息電影方法。所獲得的結果表明全息攝影術可能大有用武的機會。全息電影攝影術和常規電影攝影術相比，有改善象質和較經濟的潛力。

全息電影方法有很大的好處。其中許多點是由於全息電影方法有很高信息密度和全息圖有再現對物體錄象時原有光場的能力。因此，可能大大改善電影的象質，能夠得到立體（三維）全息影象，而不再是常規電影中的平面（二維）影象，全息照片也能有比普通照片高出幾百倍的亮度範圍，而且可能得到生動逼真的全息影象。一張好的全息照片和實在物體是難於區分開來的，這樣的全息影象由於它們的透視景象能跟隨著觀察者的方位改變，因此看來似真實物體。即使觀察者頭部不經意的輕微移動也會使影象的透視改變，如同看真實物體一樣。

全息照相軟片材料的很高分辨本領使得不僅有可能得到較高影象質量，並且對於給定情節的電影故事片還可大大減少所耗用軟片材料的長度。因此就有可能製造比常規電影設備體積小、重量輕的全息電影設備。

值得注意的是，全息照相方法中用的透障比常規電影攝影中用的透鏡其有效解析度要高出幾十倍。這一結果可解釋如派每個一定方向上的小全息象素是以非常狹窄的光束記錄下來的，而在常規電影攝影中每一小象素是以透鏡最大孔徑所限定的寬光束記存到軟片上的。

全息照相方法另外還有顯著而為人所周知的優點，那就是可能在軟片上記錄聚焦的影象和它的傅立葉變換這兩者。在後一情況下，線性坐標變換為角度坐標。