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全息照片創新

發布時間: 2022-07-20 21:31:13

1、全息照片有什麼特點?

全息照片和普通照片是不一樣的。在適當的光照下,全息照片上顯示出來的景象是立體的,可看到景物的各個側面。

全息照相和常規照相不同。常規照相只是記錄了被攝物體表面光線強弱的變化,即只記錄了光的振幅。而全息照相則記錄了光波的全部信息,除振幅外,還記錄了光波的相位。這樣就把空間物體光波場的全部信息都貯存記錄了下來。然後利用全息照片對適當照明光的衍射,把原空間景象顯現出來。它可把一個「凍結」了的景物重新「復活」在人們眼前。全息照片的這一獨特性能使它有極其廣泛的應用,如用於研究火箭飛行時的沖擊波、機翼蜂窩狀結構的無損檢測等。

目前全息三維立體顯示正在向全息彩色立體電視和電影的方向發展。全息照相的方法也從光學領域推廣到其他一些領域。如微波全息、聲全息等得到很大發展,已成功地應用於工業和醫療等方面。電子波、地震波、X射線等方面的全息技術也在深入研究中。

2、全息照相技術是什麼

全息攝影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。全息攝影採用激光作為照明光源,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系而不同。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,但如果用激光去照射它,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。全息攝影可應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。產生全息圖的原理可以追溯到300年前,也有人用較差的相干光源做過試驗,但直到1960 年發明了激光器——這是最好的相干光源——全息攝影才得到較快的發展。

激光全息攝影是一門嶄新的技術,它被人們譽為20世紀的一個奇跡。它的原理於1947年由匈牙利籍的英國物理學家丹尼斯·加博爾發現,它和普通的攝影原理完全不同。直到10多年後,美國物理學家雷夫和於帕特倪克斯發明了激光後,全息攝影才得到實際應用。可以說,全息攝影是信息儲存和激光技術結合的產物。

激光全息攝影包括兩步:記錄和再現。
1.全息記錄過程是:把激光束分成兩束;一束激光直接投射在感光底片上,稱為參考光束;另一束激光投射在物體上,經物體反射或者透射,就攜帶有物體的有關信息,稱為物光束.物光束經過處理也投射在感光底片的同一區域上.在感光底片上,物光束與參考光束發生相干疊加,形成干涉條紋,這就完成了一張全息圖。

2.全息再現的方法是:用一束激光照射全息圖,這束激光的頻率和傳輸方向應該與參考光束完全一樣,於是就可以再現物體的立體圖像。人從不同角度看,可看到物體不同的側面,就好像看到真實的物體一樣,只是摸不到真實的物體。

全息成像是尖端科技,全息照相和常規照相不同,在底片上記錄的不是三維物體的平面圖像,而是光場本身。常規照相只記錄了反映被報物體表面光強的變化,即只記錄的光的振幅,全息照相則記錄光波的全部信息,除振幅外還忘記錄了光波的們相。即把三維物體光波場的全部信息都貯存在記錄介質中。

全息原理是「一個系統原則上可以由它的邊界上的一些自由度完全描述」,是基於黑洞的量子性質提出的一個新的基本原理。其實這個基本原理是聯系量子元和量子位結合的量子論的。其數學證明是,時空有多少維,就有多少量子元;有多少量子元,就有多少量子位。它們一起組成類似矩陣的時空有限集,即它們的排列組合集。全息不全,是說選排列數,選空集與選全排列,有對偶性。即一定維數時空的全息性完全等價於少一個量子位的排列數全息性;這類似「量子避錯編碼原理」,從根本上解決了量子計算中的編碼錯誤造成的系統計算誤差問題。而時空的量子計算,類似生物DNA的雙螺旋結構的雙共軛編碼,它是把實與虛、正與負雙共軛編碼組織在一起的量子計算機。這可叫做「生物時空學」,這其中的「熵」,也類似「宏觀的熵」,不但指混亂程度,也指一個范圍。時間指不指一個范圍?從「源於生活」來說,應該指。因此,所有的位置和時間都是范圍。位置「熵」為面積「熵」,時間「熵」為熱力學箭頭「熵」。其次,類似N數量子元和N數量子位的二元排列,與N數行和N數列的行列式或矩陣類似的二元排列,其中有一個不相同,是行列式或矩陣比N數量子元和N數量子位的二元排列少了一個量子位,這是否類似全息原理,N數量子元和N數量子位的二元排列是一個可積系統,它的任何動力學都可以用低一個量子位類似N數行和N數列的行列式或矩陣的場論來描述呢?數學上也許是可以證明或探究的。

1、反德西特空間,即為點、線、面內空間,是可積的,因為點、線、面內空間與點、線、面外空間交接處趨於「超零」或「零點能」零,到這里是一個可積系統,它的任何動力學都可以有一個低一維的場論來實現。也就是說,由於反德西特空間的對稱性,點、線、面內空間場論中的對稱性,要大於原來點、線、面外空間的洛侖茲對稱性,這個比較大一些的對稱群叫做共形對稱群。當然這能通過改變反德西特空間內部的幾何來消除這個對稱性,從而使得等價的場論沒有共形對稱性。這可叫新共形共形。如果把馬德西納空間看作「點外空間」,一般「點外空間」或「點內空間」也可看作類似球體空間。反德西特空間,即「點內空間」是場論中的一種特殊的極限。「點內空間」的經典引力與量子漲落效應,其弦論的計算很復雜,計算只能在一個極限下作出。例如上面類似反德西特空間的宇宙質量軌道圓的暴漲速率,是光速的8.88倍,就是在一個極限下作出的。在這類極限下,「點內空間」過渡到一個新的時空,或叫做pp波背景,可精確地計算宇宙弦的多個態的譜,反映到對偶的場論中,我們可獲得物質族質量譜計算中一些運算元的反常標度指數。
2、這個技巧是,弦並不是由有限個球量子微單元組成的。要得到通常意義下的弦,必須取環量子弦論極限,在這個極限下,長度不趨於零,每條由線旋耦合成環量子的弦可分到微單元10的-33次方厘米,而使微單元的數目不是趨於無限大,從而使得弦本身對應的物理量如能量動量是有限的。在場論的運算元構造中,如果要得到pp波背景下的弦態,我們恰好需要取這個極限。這樣,微單元模型是一個普適的構造,也清楚了。在pp波這個特殊的背景之下,對應的場論描述也是一個可積系統。

3、該如何介紹全息攝影?

全息攝影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。全息攝影採用激光作為照明光源,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系而不同。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,但如果用激光去照射它,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。全息攝影可應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。

光波是一種電磁波,它在傳插中帶有振幅和相位的信息。普通照相是用感光材料(如照相底片)作記錄介質,用透鏡成象系統(如照相機)使物體在感光材料上成象。它所記錄的只是來自物體的光波的強度分布圖象,即振幅的信息,而不包括相位的信息。因此普通照相只能攝取二維(平面)圖象。為要同時記錄光波的振幅和相位的信息,可藉助於一束相乾的參考光,利用物光和參考光的光程差,以確定兩束光波之間的相位差。因此藉助參考光,便可記錄來自物體的光波的振幅和相位的信息。光源必須是相干光源:通過前面分析知道,全息照相是根據光的干涉原理,所以要求光源必須具有很好的相乾性。激光的出現,為全息照相提供了一個理想的光源。這是因為激光具有很好的空間相乾性和時間相乾性,實驗中採用He-Ne激光器,用其拍攝較小的漫散物體,可獲得良好的全息圖。

全息照相系統要具有穩定性:由於全息底片上記錄的是干涉條紋,而且是又細又密的干涉條紋,所以在照相過程中極小的干擾都會引起干涉條紋的模糊,甚至使干涉條紋無法記錄。比如,拍攝過程中若底片位移一個微米,則條紋就分辨不清,為此,要求全息實驗台是防震的。全息台上的所有光學器件都用磁性材料牢固地吸在工作檯面鋼板上。另外,氣流通過光路,聲波干擾以及溫度變化都會引起周圍空氣密度的變化。因此,在曝光時應該禁止大聲喧嘩,不能隨意走動,保證整個實驗室絕對安靜。我們的經驗是,各組都調好光路後,同學們離開實驗台,穩定一分鍾後,再在同一時間內曝光,得到較好的效果。

物光與參考光應滿足:物光和參考光的光程差應盡量小,兩束光的光程相等最好,最多不能超過50px,調光路時用細繩量好;兩束光之間的夾角要在30°~60°之間,最好在45°左右,因為夾角小,干涉條紋就稀,這樣對系統的穩定性和感光材料解析度的要求較低;兩束光的光強比要適當,一般要求在1∶1~1∶10之間都可以,光強比用硅光電池測出。

使用高解析度的全息底片:因為全息照相底片上記錄的是又細又密的干涉條紋,所以需要高解析度的感光材料。普通照相用的感光底片由於銀化物的顆粒較粗,每毫米只能記錄50~100個條紋,天津感光膠片廠生產的I型全息干板,其解析度可達每毫米3000條,能滿足全息照相的要求。

全息照片的沖洗過程:沖洗過程也是很關鍵的。我們按照配方要求配葯,配出顯影液、停影液、定影液和漂白液。上述幾種葯方都要求用蒸餾水配製,但實驗證明,用純凈的自來水配製,也獲得成功。沖洗過程要在暗室進行,葯液千萬不能見光,保持在室溫20℃在右進行沖洗,配製一次葯液保管得當可使用一個月左右。

全息技術應用到照相領域要遠遠優越於普通的照相,普通照相是根據透鏡成像原理,把立體景物「投影」到平面感光底板上,形成光強分布,記錄下來的照片沒有立體感,因為從各個視角看照片得到的像完全相同。全息照相再現的是一個精確復制的物光波,當我們「看」這個物光波時,可以從各個視角觀察到再現立體像的不同側面,猶如看到逼真物體一樣,具有景深和視差。如果拍攝並排的兩輛「賓士」汽車模型,那麼當我們改變觀察方向時,後一輛車被遮蓋部分就會露出來。難怪人們在展覽會會為一張「賓士」汽車拍攝的全息圖而興奮不已:「看見汽車的再現像,好像一拉車門就可以就坐上『賓士』,太精彩了!」 一張全息圖相當於從多角度拍攝、聚焦成的許多普通照片,在這個意義一張全息的信息量相當100張或1000張普通照片。用高倍顯微鏡觀看全息圖表面,看到的是復雜的條紋,絲毫看不到物體的形象,這些條紋是利用激光照明的物體所發出的物光波與標准光波(參考光波)干涉,在平面感光底板上被記錄形成的,即用編碼方法把物光波「凍結」起來。一旦遇到類似於參考光波的照明光波照射,就會衍射出成像光波,它好像原物光波重新釋放出來一樣。所以全息照相的原理可用八個字來表述:「干涉記錄,衍射再現」。

4、全息影象的發明史

在物理課的力學中我們做過水波的干涉實驗,而根據光的波動特性,人們也成功地觀察到了光波的干涉與衍射現象。為得到頻率相同的二條光線,讓光從一個狹縫中同時射向第二屏的兩個小孔,兩束光在屏後出現了干涉條紋,條紋的出現是因為二束光的波峰與波谷會由於疊加時(同相)光加強,相互抵消時(反相)光減弱。這一現象使美國麻省理工學院的物理學家Stephen Benton發現其後面隱藏著一項高科技,從而對這項技術做出進一步的研究。

全息圖像的特點

有關全息的原理在1947年就已由英國物理學家丹尼斯伽柏提出了,科學家本人也因此獲得了諾貝爾獎。在全息影像拍攝時,記錄下光波本身以及二束光相對的位相,位相是由實物(圖中藍色光線)與參考光線(圖中紅色光線)之間位置差異造成的,從全息照片上的干涉條紋上我們看不到物體的成像,必須使用具有凝聚力的激光來准確瞄準目標照射全息片,從而再現出物光的全部信息。一個叫班頓的人後來又發現了更為簡便使用白光還原影像的方法,從而使這項技術逐漸走向實用階段。美國《國家地理雜志》第一次使用白色光全息片貼在封面時,銷售量由一千萬份增加到再版後的一千六百萬份。這一技術後由美國傳到歐洲和其它國家,廣泛用於信用卡等仿偽技術。激光全息攝影技術也隨之風靡全世界。

全息攝影是利用激光光波的干涉將影像與再現影像記錄下來的一種攝影,它與一般的立體照片技術完全不同,我們可以圍著它觀看各個側面,只是摸不到真實的物體,其顯著的特點和優勢有如下幾點:

1、 再造出來的立體影像有利於保存珍貴的藝術品資料進行收藏。

2、 拍攝時每一點都記錄在全息片的任何一點上,一旦照片損壞也關系不大。

3、 全息照片的景物立體感強,形象逼真,藉助激光器可以在各種展覽會上進行展示,

5、什麼是全息照片?

提起照相,人們再熟悉不過了,從呱呱墜地的嬰兒到倚杖挽須的老人,人們都希望能在生命之旅中留下美好的記錄。以往當您走進照相館時,服務員就會問您是來黑白照還是彩照,不久的將來,服務員就會問您:「是否來張全息照?」

全息照是激光優異的相干特性得以利用的最成功的一例。在傳統的照相底板上,我們大致可以看出被拍攝物體的影像。但由於它記錄的僅是物體表面上光線反射強度的分布,不能記錄物體的縱深情況,因而失掉了立體感。但從激光全息底板上,卻絲毫見不到被攝事物的影像,上面只有像指紋一樣密密麻麻的條紋,正是這些條紋,不僅記錄著物波(被物體反射到底片上的光波)的振幅,而且記錄著物波的位相,從而反映出物體的縱深情況。也就是說,激光全息照能夠記錄有關物體的全部相貌信息,因而叫全息照。

全息照相的記錄過程與傳統照相不同。「照相機」可以不使用鏡頭,而是讓感光板直接對著激光照明的物體,接受其反射光波進行曝光。這時,一束激光由分光鏡一分為二,一部分用來照射所要拍攝的物體,並被物體漫反射成物波,另一部分經反射鏡反射後直接射向底板,形成參考波。物波與參考波在全息底板上相干涉,形成密密麻麻的相干條紋。一般來說,兩束光位相相同時,振動加強;位相相反時,振動減弱。兩束光的位相會因物體的位置不同而變化,所以光振動增加或減弱隨位置不同而異,這樣就在兩束光交疊處,產生了亮暗條紋。條紋的亮暗對比,反映了光強度的大小(因為光強與光波振幅平方成正比);而條紋的分布情況和形狀,反映了光波位相的變化。可見用干涉現象所產生的條紋,能很好地把振幅和位相變化情況全部記錄下來。因為激光照相能有效區分不同振幅和位相的情況,所以只要從不同的角度拍攝,就會使反射光的振幅與位相也隨之變化,這樣就可以在同一底板上記錄下不同位相和振幅的情況,甚至重疊拍攝不同物像也不會互相影響。

由全息照相的記錄過程可以看出,全息照相的本質就是光的干涉記錄,記錄時對光源的相乾性有極高的要求。因此,具有優異的相干特性的激光也就責無旁貸地擔此重任了。激光全息照片不僅形象逼真,立體感極強,特別奇妙之處還在於觀看全息照片時,觀看者改變觀察角度,便會看到照片中不同位置的景物。更奇妙的是,一張全息照片即使大部分已經損壞,只剩下一個角落,依然可以重現全部景物。

6、全息照片與普通照片相比有什麼不同

360度全息照片是把活動物體的連續動作拍攝到普通的35毫米的電影膠片上,再由激光合成器處理,變成豎直帶狀膠片。由於激光具有極好的相乾性,不僅能記錄光的振幅,還能記錄光的相位,使再現的景物具有極度強的立體感和動作的連續性。全息攝影可應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。
全息攝影的拍攝要求:(1)光源必須是相干光源(2)全息照相系統要具有穩定性(3)物光與參考光應滿足(4)使用高解析度的全息底片(5)全息照片的沖洗過程要在暗室進行,葯液千萬不能見光,保持在室溫20℃左右進行沖洗,配製一次葯液保管得當,可使用一個月左右。

7、全息照相應用前景

隨著社會科技的發展,人們對居住環境的要求也日益多樣化。無論在什麼季節,無論什麼時候,都不用擔心過節日是否可以回家過節。不管距離多麼遙遠,都可以按照自己的步調走到一起。從全息投影技術的發展可以看出,高科技將應用於未來生活的方方面面。特別是在環境設計的應用中,它對環境設計的發展具有重要的突破意義。

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8、全息技術成功應用到了哪些地方?

激光全息照相是利用激光的相干特性最為成功的一例。早在1947年,匈牙利人丹尼斯?蓋波博士,為了尋求提高顯微鏡解析度的新途徑,在研究光波的干涉性時,就提出了共軸全息原理。但限於當時所能使用的光源相干程度都不理想,所以發展極為緩慢。激光出現後,在全息照相領域興起了復甦後的熱潮。1962年,美國密執安大學的埃梅蒂?利斯與朱里斯?尤佩尼克斯,利用激光製成了世界上第一幅全息圖。而丹尼斯?蓋波博士由於他在全息方面的突串貢獻,於全息理論提出24年後的1971年,榮獲諾貝爾獎金。近年來,由於全息理論的發展,各種拍攝復制全息圖像的技術和器件不斷出現,使得從事全息攝影和提供製作服務的公司應運而生,全息技術的應用范圍也不斷擴大,成為光學領域的一支新軍。

全息技術的優勢在於三維表現,是集高科技、視覺藝術、實用價值為一身的人類信息社會出現的又一新型載體。全息圖由於形式新穎、色彩艷麗、立體感強、信息量大,具有極大的商業價值而被廣告業首先選中。所以其發展最早的便是立體的廣告和說明書了。

愛不釋手的雜志封面

1992年8月,我國出刊的第4期《應用激光》雜志封面,粘貼了一張6×6厘米的真彩模壓全息圖,內容是插入花瓶的一束鮮花,在普通白熾燈光線的照射下,再現的圖像清晰明亮,色調純正,使讀者爭相觀看,愛不釋手。

自從日本1981年首次在《計測與控制》雜志上採用了全息圖以來,英國1983年第7期《攝影愛好者雜志》和美國1984年第3期《國家地理雜志》也步其後塵,採用全息圖作為雜志封面,使得其發行量大增。現在世界上已有數以百計的年報、雜志封面、插圖採用模壓全息技術。1986年10月,倫敦一家公司首次出版一本印有全息封面與全息插圖(共7幀)的童話《鏡石》;1988年另一家公司推出含有13幅全息圖的年歷。由於構思巧妙,印刷精美,全息圖與彩色繪畫的結合,給人一種新穎的美的享受。

計算機全息圖的引入,使得一些人為想像中的造型能用三維圖像表現,並大量印刷復制。第一張模壓計算機全息圖是1988年7月《計算機圖像和應用雜志》的封面。它在皮愛爾(PEXAR)公司用計算機作圖方法,製作出影片《錫玩具》的基礎上,首先實現計算機圖像的合成全息,並由鈔票公司製成模壓燙印全息圖,使讀者大開眼界。

可供食用的全息圖

美國一家食品製造商在傳統海濱棒棒糖上又前進了一步:在甜食上印上全息圖。這種三維圖像不會降低發熱量,旨在不使用任何添加劑來些點綴。麻省立體食品公司早已開始對食品印上全息圖的可能性進行研究。全息圖需很精密的細紋,每毫米達1000線。研究人員為此找了許多材料,包括碳水化合物、食糖、植物樹脂、澱粉以及纖維素。該公司已成功地在巧克力糖上製成了三維全息圖像。

其製造過程是:將合適的材料,如碳水化合物或糖溶解在液體中,然後在一圓桶中脫水。桶的內壁上刻有光柵結構,作為全息照相副版。當桶的塗層徹底干好後,將其取下切塊。這樣每片都是一張全息圖,像小棱晶似的按彩虹圖形反光。

該公司計劃生產帶有節日、圖形和字體的全息圖巧克力和甜食,到時食用者將會在埃菲爾鐵塔頂上賣的點心上,看到巴黎的立體全景。公司認為,這樣做的好處,一是標新立異,起到一個廣告的作用;二是食物全息點綴完全是物理技巧,不需要任何著色和添加劑,食用相當安全。更重要的是通過此項技術開創了可食商品防偽的新方法,如名貴的葯品。也就是說同樣的技術也可以用於葯丸和膠囊,這樣仿造就變得相當困難和費用昂貴。據估計,美國醫葯公司僅由於他人仿造,每年就會損失14億美元。如採用這種技術,無異等於增加了公司的收入。

將大樓運到現場展示的廣告

商品經濟的發展推動著人類社會物質文明的進步,其中廣告功不可沒。各種跨國的展覽會和貿易洽談會都是企業亮相的大好時機。實踐證明,圖片、資料、錄像帶的效果遠不如實物展出的廣告效果。例如著名的巴黎航空博覽會、新加坡的兵器工業展覽會上,國際上著名的大公司都不惜工本,跨洋越海將實物送展。但畢竟展出場地有限,不可能將產品全部樣品一一展出,況且有些物品根本無法運輸,如房地產的大樓,無論如何是搬不到展廳的。但激光全息技術的出現卻輕而易舉地解決了這個問題。例如美國三家著名的全息圖片製造商,聯合為新英格蘭開發公司製作了一幅34英寸×72英寸的合成全息圖,這是一座大型建築結構的模型,其圖像不僅展示了結構的外部,還展示了其內部,可在兩者間進行變換,僱主對此非常滿意。

在西方國家,全息圖已經成為商品,它的發展也決定於市場需要。目前巨幅全息照像的用途主要用於商業展覽和展示,除上述不可能移動的物品適用外,幾乎所有可以用廣告的地方都可以應用。其優點一是增加攤點或新產品的可見度。一幅大尺寸全息圖在眾多的宣傳圖像中,可更鮮明突出地引人注目,甚至可以取得意想不到的轟動效應;二是可以提供更大的視角和更大的觀察范圍,能容納更多的信息和更大的景深,因此大大增強再現效果。

全息圖在某些方面甚至可以超過實物展出的廣告效果,清楚地展示一種產品的剖面或一個思想概念。特別是展示的不是已生產的產品實物,而僅僅有設計模型或設計圖(如計算機繪制的圖像),尤能顯示其作用。1986年,日本豐田公司曾把根據新設計的構思,用計算機製成汽車模型,並將它拍攝成巨幅全息圖片,使更多的人開始認識到,全息圖竟然有如此奇妙的功能以代替實物和模型。美國的ADD公司曾用計算機制圖法製作一幅大尺寸的發電機三維計算機全息圖,看起來一目瞭然,做為教學工具非常合適。

用圖像告訴顧客

寶麗來公司在應用全息照像技術上別具一格:該公司把全息圖附在一種膠帶包裝上,它起著雙重作用:既閃閃發光,吸引顧客,又幫助顧客懂得如何使用該產品。這種醫用膠帶是為護士專門設計的,其包裝的特點是護士不用脫去手術手套就可以打開這種無菌膠帶。公司的夢幻全息圖顯示用兩手拉一根膠帶,稍微變換一下觀察角度,就會發現圖像在動:從一個角度看膠帶打開,換一個角度則又關閉。隨著角度的變換圖像的顏色也在變化,從鮮黃到橙黃又到綠色,使人感到賞心悅目。該公司聲稱,他們的目的是要讓顧客知道如何打開膠帶,因為他們已習慣使用普通膠帶,這樣可比文字更形象地說明使用方法。

胸前飄花的時裝

近幾年來,全息立體圖在像質、色彩等方面均有顯著的改善,效果越來越好,引起了人們的矚目。1991年4月,在巴黎舉行的國際創新展覽會上,法國展出了用全息衍射箔作為服飾的時裝。英國空間時代公司更發展一種可以剪裁、縫紉,並可用機器清洗的全息編織品,用它製成的衣、褲、帽、夾克、襯衫、乃至「比基尼」泳裝,已在英、法、德、西班牙的一些商店中出售。穿著用全息衍射箔作為裝飾品的服裝,在陽光照射下熠熠生輝,當觀察者的角度或光源的角度以及距離合適時,就會在穿著者的胸前或帽子上「飄」出一朵花或是其他什麼玩藝,給人一種新奇的感覺。這也是開拓模壓全息應用領域的又一嘗試。

9、請依據全息原理解釋全息照片的三大特點:三維立體性,可分割性,白光不能在線

全息照片是用能夠記錄光的振幅和相位的材料感光的(傳統的只能記錄振幅,相位決定了立體感)。 所以有立體性,並且每個點都記錄了所有光的全部信息,所以,即使被打碎,每一小片也能還原出完整的像。

全息照片( hologram)
是一種記錄被攝物體反射(或透射)光波中全部信息的先進照相技術。全息照相的原理是依據光的干涉原理,利用兩束光的干涉記錄被攝物體的信息。全息照片不用一般的照相機而要一台激光器。激光束被分光鏡一分為二,其中一束照到被拍攝的景物上,被稱物光束;另一束直接照到感光膠片即全息干板上,稱為參考光束。當物光束被物體反射後,其反射光束也照射在膠片上,就完成了全息照片的攝制過程。彩虹全息照相技術還可拍立體圖像。
全息照相,就是將激光技術用於照相,在底片上記錄下物體的全部光信息,而不像普通照相僅僅是記錄物體的某一面投影。因此當底片上的物體重現時,在觀看者的眼裡顯得異常逼真,它產生的視覺效應,完全與觀看實物時一模一樣。
全息照相的原理,簡單地說,主要利用了激光顏色純這個特點。其實,關於全息照相的理論早在1947年就由英國科學家伽波提出來。但直到亮度高、顏色純、相乾性好的激光問世後,才真正拍攝出全息照相。
全息照相與立體照相是兩回事。盡管立體彩色照片看上去色彩鮮艷、層次分明,富有立體感,但它總歸仍是單面圖像,再好的立體照也代替不了真實的實物。比如,一個正方形木塊的立體照,不論我們怎樣改變觀察角度,橫看豎看,看到的只能是照片上的那個畫面。但全息照就不同了,我們只要改變一下觀察角度,就可以看到這個正方塊的六個方面。因為全息技術能將物體的全部幾何特徵信息都記錄在底片上,這也是全息照相最重要的一個特點。
全息照相的第二個特點是能以一斑而知全貌。當全息照片被損壞,即使是大半損壞的情況下,我們仍然可以從剩下的那一小半上看到這張全息照片上原有物體的全貌。這對於普通照片來說就不行,即使是損失一隻角,那隻角上的畫面也就看不到了。
全息照的第三個特點是在一張全息底片上可以分層記錄多幅全息照,而且在它們顯示畫面時不會互相干擾。正是這種分層記錄,使得全息照片能夠存儲巨大的信息量。
全息照片為什麼會有這樣的一些特點?為什麼普通照片沒有這些特性呢?這要從拍攝的原理談起。
假如用一束激光照明一個微小顆粒。從小顆粒上反射出來的光波基本上是不斷向外擴大的球面波。我們向小顆粒看去,是明亮的一點。用照相機為這小顆粒照相時,光波通過鏡頭在底片上形成一個亮點,這一點的亮度與小顆粒反射出來的光強有關。照相底片可以記錄下這一點的亮點,但記不下小顆粒在三維空間的位置,印出來的照片上也只有一個亮點。看起來沒有一點立體感覺。拍攝全息照片時,不用照相鏡頭,而是把一束發出平面波的激光和小顆粒反射出的球面波一起照到照相底片上。整個底片都受到光照,它記錄下的不是個亮點,而是一組同心圓,當同心圓間隔很小時,看起來,就像是用刀把一個圓蘿卜切成一片片薄片,疊在一起,成為一組同心環那樣。底片經沖洗後,放到原來的位置,再用拍攝時那束發出平面波的激光,以拍攝時的角度照到底片上,我們可以看到原來放置微小顆粒的位置上有一個亮點。注意!這個亮點在空間,而不是在底片上,我們看到的光就像是從這個亮點發出來的。所以,全息照片記錄下來的不僅是一個亮點,還包含亮點的空間位置,或者說記下從亮點發出的整個光波。全部奧妙就在於這種新奇的拍攝方法,在於這一束平行(平面波)激光束。這一激光束,我們稱之為參考光束。
因此,任何物體實際上都可以看成是無數個明暗不同的亮點組成的立體圖像。用上面的拍攝方法拍成的全息照片就是無數個同心圓組成的復雜圖形,看起來也是灰暗的一片。同樣,這張全息照片不僅記錄了物體各點的明暗,還記下了各點的空間位置。當用參考光束照射沖洗後的底片時,我們看到的光就像是從原物體上發出來的。所以,我們說它記錄了有關物體發出的全部光信息,全息照片的名稱就是因此而得來的。不過激光全息照片只有在激光照射下,眼睛看上去才有立體的形象,而激光器是一種價格較貴的設備,一張照片要配備一架激光器,除了科研部門、專門的場所中有可能設置外,要普遍、廣泛地應用是不可能的。針對這個缺點。科學家不斷研究,終於發明了一種在白熾燈光下也能看到全息景象的全息照片。稱為白光全息或彩虹全息。
激光全息照的底片,可以是特種玻璃,也可以是乳膠、晶體或熱塑等。一塊小小的特種玻璃,可以把一個大型圖書館的上百萬冊藏書內容全部存儲進去。
如果留心一下報紙上的照片,就能發現它們是由一個個小點子組成的。每一個小點子叫做一個像素,它的密度大約是每平方毫米內有幾個點。而全息照相用的特種玻璃膜層厚約10微米,像點密度每平方毫米內在2000個點以上。在這種底片上,每平方毫米的地方內,可以裝下一張310平方厘米的大照片。在一小塊5毫米見方的薄膜上就能裝下一本200頁厚的圖書。
全息照相機的發明,主要意義不在於照相,它作為激光技術的一個方面,在工業、農業、科研等領域具有廣泛的實用價值。
從照相方面講,這是一種全新的技術。因為全息照片有逼真的立體感,用它來代替普通照片有獨特的效果。在國外,已有人用全息照片做成書的插頁,做成商標,做成立體廣告;博物館用它來代替珍貴文物展出。國外有一家機床製造公司,到另一個國家開商品介紹會,就用全息照片代替實物辦了一個機床展覽會。展覽廳里全部是各種機床的全息照片,這些全息照片看起來和真的機床並沒有什麼兩樣,反而更加引起參觀者的興趣。
構思精巧的全息照片也是一件精美絕倫的藝術品。美國和法國等國家都有全息照片博物館,集中了全世界最精美的作品。
全息照相還可以將珍貴的歷史文物記錄下來,萬一有文物古跡遭到嚴重破壞,即使盪然無存,我們仍然可以根據全息照相重建。比如像北京圓明園那樣的名勝,當年被八國聯軍焚毀,現在雖然打算重建,因為不知道整個面貌,就難以完全恢復。如果全息照相提早100年發明的話,事情就好辦了。
從立體景象的全息照片得到啟發,科學家想到了全息電影和全息電視。實驗性的全息立體電影已經在前蘇聯出現。放映這種電影時,觀眾看到的景象並不在銀幕上,而是在觀眾之中,使人有身臨其境的真實感覺。至於全息電視,因為它涉及的技術問題比較復雜,目前還在研究。1982年,德國的電視台播送的立體電視,並不是激光全息電視,它的原理和普通立體電影一樣,觀看時要戴一副特殊的眼鏡。預計到本世紀末,電影和電視又要換代了;到那時,人們的文化娛樂生活,可能會由於激光全景立體電影和激光立體電視的出現而變得更加豐富多彩。
全息照相的另一項重要應用是製作可以在一些特殊場合代替玻璃的全息光學元件。這種特殊的光學元件具有加工方便、小巧、輕、薄等優點。一個凹透鏡可以使光束發散,一束平行光波照上去變為球面波;我們前面談到的用小顆粒拍攝的全息照片也會把平行光參考光束變為球面波;這樣的全息照片也就是一個特殊的凹透鏡。用類似的方法可以製作出凸透鏡、柱面透鏡等光學元件。這種元件和紙一樣薄,一樣輕,還不會碎。現在已經有用全息光學元件做成的望遠鏡,它的厚度和一般近視鏡片差不多。還有人報道用全息光學元件做成窗玻璃。這種奇異的窗玻璃不會影響人的視線,卻能反射大量的陽光,兼有窗簾的功能;更有趣的是,可以把它反射的陽光集中到裝在窗檐下的一排太陽能電池上,轉化為電能,供室內使用,真是一舉三得。
全息照相技術有明察秋毫的本領。因為全息照片能精確地再現原來被拍攝的物體,我們可以用它作標准檢查原物有沒有變化;事實上只要有1微米的變化,就可以用全息照相技術檢查出來。科研生產部門,還讓激光全息攝影來擔任成品內在質量的「檢驗員」。檢驗時,給被檢物加上一點壓力或加點熱;如果物體內部有裂痕、微孔,它的表面就會發生相應的變化。盡管這種變化的程度極為細微,肉眼根本無法覺察,但在全息攝影這對「火眼金睛」下面,所有這些瑕疵、隱患,統統暴露無遺。這種方法除了可以精密地檢查內在質量外,還有對被檢物絲毫無損的的優點,特別適用於貴重物品,例如珍貴文物、古代雕塑品的檢測。希臘科學家曾用這種方法查出古代塑像受風化的程度。生產上用這種方式檢查精密零件、飛機蒙皮、飛機輪胎的內在質量。在國外的飛機輪胎工廠里,已經起用了激光全息照相「檢驗員」。這種方法還被用來作生物學研究,比如研究腦殼受力時產生的形變,研究蘑菇的生長速度等等。
還在發展當中的是全息存貯技術。我們在談全息照相特點時提到過的存貯信息,也就是記錄信息的能力。從理論上計算,用光碟存貯信息,每平方厘米可以存貯的信息約為106位,而用全息存貯,每平方厘米可以存108位,高100倍!而且讀出信息的時間只有百萬分之一秒!
現在,已經可以把信息存到材料裡面去,全息照相用的材料不是一薄層底片,而是整個一塊晶體可以存入10萬冊圖書,一個圖書館只要保存幾塊記錄晶體就可以。這看來帶有一點幻想色彩,然而是有希望做到的。更重要的是全息存貯的發展將會促進計算機的發展、換代。
一般的全息照片,只能一張一張製作,價格也很高;除了科研上的使用以外,只能當作高級藝術品。80年代出現了一種新的壓印全息技術。用這種方式製造全息照片,先要做成一塊金屬的微浮雕板;把它當作印板,在鍍有金屬膜的特殊紙張上壓出全息照片。這比印郵票還要方便,可以大批生產,成本大大降低,應用面也越來越廣。
這種全息照相不僅有立體感;在陽光或燈光下呈現多種色彩,襯在銀白色的金屬背景上,顯得更為絢麗。人們用它來裝飾書刊、玩具、旅遊紀念品,很具魅力。
這種全息照相也包含著豐富的信息,而且完全取決於製作時採用的景物和拍攝方式,就像加了密碼一樣。沒有原始印版,無法復制。因而,它成為防止偽造的有效手段。已經在紙幣、信用卡、磁卡及外交簽證等憑證上出現各種全息標識以防偽造。在我國,也已有不少廠商採用全息照相商標來防止有人偽造商標,欺騙顧客。
值得一提的是,全息照相這項重大技術成就,卻是在與普通攝影毫不相乾的科研領域內發明的。發明者加伯研究這一課題的目的是想要提高電子顯微鏡的解析度。他設計了這種新的成像方法,並於1948年公開發表在科學雜志上。但是,當時沒有激光這樣好的單色光,技術上也有一些困難,加伯並沒有取得成效,他的論文也沒有人重視。
直到十多年後的1964年,因為出現了激光器這種理想的光源,全息照相技術才開始發展起來。很快,全息照相術便成為一種用途十分廣泛,並且具有無限發展潛力的新技術。加伯因為首創全息照相的理論,榮獲1971年諾貝爾物理學獎。他本人由此而被世界公認為「全息照相之父」。

10、關於全息照片

想法不錯。。。其實全息技術是利用人的眼睛只記錄光線信息而不是物體實際信息這個原理,所以我們只需要記錄下我們眼睛觀察的那個物體所反射的光線就行了,而且還要在相等的光源情況下。我記得我們做實驗的時候是利用光的干涉原理來記錄的。在完全黑的房間里,把一束激光利用反射鏡或分光鏡分成兩束,因為激光是單一頻率,把其中一束激光直接打到感光玻璃上,另一束打到物體上,發生漫反射,根據物體表面的情況不同,那麼反射到感光板上的激光和直接打到感光玻璃上的激光的強度和位相會不同,發生干涉後被感光玻璃記錄。那麼在同樣的位置進行逆向操作,則可以把物體反射的激光的情況重現,人眼就能觀察到和當初看見物體一樣的像。但這只能記錄能被激光打到的那些部分,如果想記錄所有面,可能要更復雜,可能要改進記錄方式或者激光照射方式等。穿裙子理論上是可以,不過估計不會可以讓激光去照那吧。。。至於房底,我想那是肯定照不到的,所以肯定記錄不了。全息技術之所以現在不能實際運用,就是自然光源無法還原,就算你記錄了反射太陽光的信息,你沒有照射角和照射光源的頻率,強度等信息,就等於告訴你人名,性格,性別,但不告訴你地點,出生年月要你去找人一樣,無法還原。

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