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全息術(shù)是一種能夠?qū)獠ㄇ斑M行記錄和重建的技術(shù)，自從 1948 年匈牙利-英國物理學(xué)家 Dennis  Gabor 發(fā)明全息術(shù)以來，該技術(shù)不僅得到了顯微學(xué)家，工程師，物理學(xué)家甚至藝術(shù)家等各領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，還使他獲得了 1971 年的諾貝爾物理學(xué)獎。

干涉術(shù)作為光學(xué)中另一個主要研究領(lǐng)域，是利用光波的疊加干涉來提取信息，其原理與全息術(shù)都是用整體的強度信息來記錄光波的振幅和相位，雖然記錄的方法有很大不同，但隨著 20 世紀(jì) 90 年代，高采樣密度的電子相機的出現(xiàn)，可用來記錄數(shù)字全息圖，則進一步增強了二者的聯(lián)系。

近日，針對全息術(shù)對表面形貌的干涉測量的發(fā)展的推動作用，來自美國 Zygo Corporation 的 Peter J. de Groot、 Leslie L. Deck，中國科學(xué)院上海光機所的 蘇榕 以及德國斯圖加特大學(xué)的 Wolfgang Osten 聯(lián)合在 Light: Advanced Manufacturing 上發(fā)表了綜述文章，題為“Contributions of holography to the advancement of interferometric measurements of surface topography”。

本文回顧了包括相移干涉測量，載波條紋干涉，相干降噪，數(shù)字全息的斐索干涉儀，計算機生成全息圖，震動、變形和粗糙表面形貌和使用三維傳輸方程的光學(xué)建模七個方面，從數(shù)據(jù)采集到三維成像的基本理論，說明了全息術(shù)和干涉測量的協(xié)同發(fā)展，這兩個領(lǐng)域呈現(xiàn)出共同增強和改進的趨勢。

圖1 全息術(shù)的兩步過程

圖2 干涉術(shù)的兩步過程

因為記錄的光場的復(fù)振幅被鎖定在強度圖樣中的共同基本原理，全息術(shù)和干涉測量術(shù)捕獲波前信息也是一個常見的困難，用于表面形貌測量的現(xiàn)代干涉儀中，常用相移干涉測量術(shù)（PSI）來解決這個問題，PSI 的思路是通過記錄除了它們之間的相移之外幾乎相同的多個干涉圖，以獲取足夠的信息來提取被測物體光的相位和強度。

Dennis  Gabor 早在 1950 年代搭建的全息干涉顯微鏡使用偏振光學(xué)隔離所需的波前，引入除相移外兩個完全相同的全息圖。如圖3所示，Gabor 的正交顯微鏡使用了一個特殊的棱鏡，在反射光和透射光之間引入了 π/2 的相移。因此，可以說，用于表面測量的 PSI 首先出現(xiàn)在全息術(shù)中，然后獨立出現(xiàn)在干涉測量術(shù)中。PSI 現(xiàn)在被廣泛用于光學(xué)測試和干涉顯微鏡，雖然許多因素促成了其發(fā)展，但其基本思想可以追溯到使用多個相移全息圖進行波前合成的最早工作。