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全息術(shù):正確概念與錯誤表述
來源: | 作者:4SHQ | 發(fā)布時間: 965天前 | 3577 次瀏覽 | 分享到:



Yuri Denisyuk曾將全息術(shù)簡單描述為物體的“光學(xué)等價物”,,但是這種等價物的定義同樣難以被普通人所理解,。直到Adolph Lohman對光學(xué)全息術(shù)作出如下描述:“物體表面發(fā)出的光向前傳播,在某處被全息面攔了下來,,光被‘凍結(jié)’在全息面中,。當我們需要重建物體的像時,只需要適當?shù)恼樟寥⒚?,‘凍結(jié)’在全息面上的光波就會被恢復(fù),,繼續(xù)向前傳播,形成圖像,,就像光從來沒有被‘凍結(jié)’一樣,。



如今,全息術(shù)的類型越來越多,,已經(jīng)不僅僅限于傳統(tǒng)的光學(xué)全息術(shù),還包括聲學(xué)全息術(shù),、數(shù)字全息術(shù)等等,。這篇文章的作者根據(jù)全息術(shù)的應(yīng)用型以及重要性,著重介紹了光學(xué)全息術(shù)和數(shù)字全息術(shù)兩種類型,。


然而,,這些全息領(lǐng)域的先驅(qū)者提出的都是光學(xué)全息術(shù),并且都是基于一定的光學(xué)知識水平,,例如光的干涉(名詞解釋>)衍射(名詞解釋>),,企圖利用這些原理向普通人講解全息幾乎是不可能的。因此,,針對不同的人群,,作者也將全息術(shù)定義的描述分為簡易版專業(yè)版兩個版本,。



光學(xué)全息術(shù)的定義


簡易版:參考Adolph Lohman的描述,我們可以將光學(xué)全息術(shù)當做一個可以記錄光波的“窗口”,,物體的光波信息被凍結(jié)在窗口上,,當我們對這個“窗口”進行適當?shù)恼彰鳎厦嬗涗浀墓獠ㄐ畔⒕蜁唤鈨?,“窗口”仿佛被打開,,我們可以通過這個“窗口”觀察到后面空間中物體的3D影像,如果這個光學(xué)全息術(shù)工藝足夠精良,,人眼是難以區(qū)分出原物體和它的3D影像的,。


專業(yè)版:光學(xué)全息術(shù)是利用感光材料記錄物體光波和參考光波的干涉圖樣,在一定的條件下,,利用光的衍射現(xiàn)象,,可以通過參考光波照射干涉圖樣重建出原物體光波。



圖2:光學(xué)全息術(shù)的記錄與重建過程



數(shù)字全息術(shù)的定義


簡易版:光學(xué)全息術(shù)這個“窗口”,,制作起來十分復(fù)雜,,工藝比較繁瑣,并且一旦制作成功,,我們通過這個“窗口”所能看到的3D物體影像就被固定了,,無法變化,因此,,光學(xué)全息術(shù)就像一個靜止的3D世界的窗,。而數(shù)字全息術(shù)得益于計算機的發(fā)展,使得“窗口”的制作不再復(fù)雜,,并且“窗口”外的3D世界也能夠發(fā)生變化,,一切變得生動起來。


專業(yè)版:在數(shù)字全息術(shù)中,,被記錄信息以數(shù)字格式儲存在計算機中,。記錄過程利用波陣面與數(shù)碼相機或傳感器上的參考波進行干涉,然后將波陣面的信息儲存在相機或計算機中,。記錄過程的基本要求是,,相機的像素必須足夠小。如下圖所示,,被記錄物體被相干光照亮,,并與數(shù)字傳感器上的參考光波混合,由此生成的干涉圖樣被計算機記錄下來,。在重建過程,,有兩種選擇。最常見的是,,利用衍射和傳播方程對記錄的全息面進行計算分析,,可以將波陣面?zhèn)鞑サ教摂M空間的任何平面,;然后,該平面的強度信息可以出現(xiàn)在顯示器上,。通過這種方式,,可以對重建的圖像進行電子掃描并逐面顯示。