全息原理简介

全息原理简介

在自然界，红外线、可见光、紫外线、超声波和超高频电磁波等都可以传递三维空间信息。这些波都有振幅、频率和相位三个物理参数。能同时记录反映三维空间物体信息波的振幅、频率和相位三种信息即所谓全息。目前，把只具有反映三维空间相位和振幅的信息波也通称之为全息波。1948年D．加博尔用一个参考波和携带振幅、相位信息的单色光（频率为定值）载波相干，并在底版上记录到可以再现信息的振幅、相位两个物理量的干涉图。20世纪60年代初期，E．利斯和J．阿帕特尼克斯利用单色性极好的激光作载波和参考光，从而得到世界上第一幅全息图。全息图实际上是一张记录了被感受物体物像的振幅和相位的干涉图。当再用参考波照射这种底版时，便可呈现该物体的原始立体像。

这种全息图像的主要特点是：

1．它是物体“冻结”在空间的光像，所以它是真正三维的。可以从不同角度看到该物体的不同侧面。

2．全息图上任何局部的点，都记录了来自空间每一点的振幅、相位信息，所以全息图如果有缺损或部分损伤，并不影响整个像的再现，依旧可以形成完整的像，只是分辨率随着损伤程度的增加而降低。

3．像的大小不受光学装置的控制，若用短波长激光记录，用长波长激光再现，像的放大倍数为。

4．一张胶片可以同时做许多个全息图的底版使用。只要记录时的角度转变一下，当参考光符合某一像在底版上的记录入射角即可再现这个像。

5．利用提高信号波振幅和参考波振幅的办法，可以提高全息接收的信噪比。

另外，全息原理中波前所载信息和波的本质无关，亦即不论电磁波、机械波或是起源于生物的波，如果能像激光全息术那样相干（等同数学上“相关”的概念），再能像激光全息那样重建（等同数学上“卷积”的概念），那么也都能得到全息加工的效果。A．博尔塞利诺和T．波焦认为，经过相关和卷积两者的运算就是拟全息。