A. 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,
B. 有沒有人知道丹尼斯·加博爾我要詳細全息攝影的資料和他得資料,求詳細資料~~
1956年丹尼斯·加博爾發明了正交全息照相法,運用傳統的過濾光源,創立全息照相的基本技術。1960年有了激光後,全息照相成為實用技術。製成了平面陰極射線管,提出形成光學描述的矩陣理論,通信技術中的分析信號理論、脈沖壓縮原理,資訊理論中的伽柏——申農理論。這里是更詳細的資料,: http://www.hanencg.com/news/hydt/333.html 喜歡用谷歌搜索引擎的朋友會發現,前幾天的谷歌Logo套上了一個奇怪的水晶棺,那是谷歌為紀念全息攝影術的發明者——丹尼斯·加博爾誕辰110周年的紀念塗鴉。那麼,到底什麼是全息攝影呢?我們為大家搜集了一些這方面的資料。 瑞典皇家科學院將1971年度的獎金授予了一個已獲得100多項發明專利權的人——丹尼斯·加博爾,主要是由於他在全息照相術上取得的成就,該成就可認為是發現,也可以認為是發明。丹尼斯因發明和發展了全息照相法,獲得了1971年度的諾貝爾物理學獎,這是他所獲得的最高榮譽。 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。 非常遺憾的是,我們無法為大家在這里展示全系攝影的奇妙效果,因為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。 全息攝影又稱全像攝影(Holography),是光學上極富誘惑的一項技術。我們都有這樣的體會,灑在馬路的油膜在陽光下會呈現出多種色彩,而在吹起的肥皂泡上也會看到同樣的情況,原因是由於肥皂泡兩個面的反射光出現了干涉,稱光的薄膜干涉現象。光是攝影的生命,而光有很多的特性,如色散和散射,有經驗的攝影師可以充分利用這些現象變有害為有利,從而為作品添加一些新奇的效果。照相機鏡頭是由多組透鏡合成的,為避免光在透鏡表面的反射損失,人們發明出鏡頭的鍍膜技術,使一定波長的光在反射時相互抵消,以增加進入鏡頭的光線使成像更清晰。同樣,人們利用光波的干涉特性研究出了具有立體效果的全息攝影技術。全息攝影曾一度是科學家進行科研的專利技術,現在普通人經過一定的學習也可以掌握了,如普遍用於信用卡或圖書封面的仿偽卡,那是一種立體顯像的東西,在陽光下顯示著五光十色的反射光。 全息這一詞我們會感想到很熟悉,聯想到全息投影,聯想到耳針中的人體全息圖。人耳是人體的一個縮影,上面對應人體各個器官,從這里人們進一步研究出人體的任何一局部都有整個身體的信息,所以稱全息圖,了解這點對全息攝影也就容易理解了
C. 3d全息影像技術的發展史
人類之所以能感受到立體感,是由於人類的雙眼是橫向觀察物體的,且觀察角度略有差異,圖像經視並排,兩眼之間有6厘米左右的間隔,神經中樞的融合反射及視覺心理反應便產生了三維立體感。根據這個原理,可以將3D顯示技術分為兩種:一種是利用人眼的視差特性產生立體感;另一種則是在空間顯示真實的3D立體影像,如基於全息影像技術的立體成像。全息影像是真正的三維立體影像,用戶不需要佩戴帶立體眼鏡或其他任何的輔助設備,就可以在不同的角度裸眼觀看影像。
1947年,匈牙利人丹尼斯 蓋博 (Dennis Gabor)在研究電子顯微鏡的過程中,提出了全息攝影術(Holography)這樣一種全新的成像概念。全息術的成像利用了光的干涉原理,以條文形式記錄物體發射的特定光波,並在特殊條件下使其重現,形成逼真的三維圖像,這幅圖像記錄了物體的振幅、相位、亮度、外形分布等信息,所以稱之為全息術,意為包含了全部信息。但在當時的條件下,全息圖像的成像質量很差,只是採用水銀燈記錄全息信息,但由於水銀燈的性能太差,無法分離同軸全息衍射波,因此大量的科學家花費了十年的時間卻沒有使這一技術有很大進展。
由於全息攝影術的發明,丹尼斯 蓋博在 1971 年獲得了諾貝爾獎。
1962 年,美國人雷斯和阿帕特尼克斯在基本全息術的基礎上,將通信行業中「側視雷達」理論應用在全息術上,發明了離軸全息技術,帶動全息技術進入了全新的發展階段。這一技術採用離軸光記錄全息圖像,然後利用離軸再現光得到三個空間相互分離的衍射分量,可以清晰的觀察到所需的圖像,有效克服了全息圖成像質量差的問題。
1969年,本頓發明了彩虹全息術,能在白熾燈光下觀察到明亮的立體成像。其基本特徵是,在適當的位置加入一個一定寬度的狹縫,限制再現光波以降低像的色模糊,根據人眼水平排列的特性,犧牲垂直方向物體信息,保留水平方向物體信息,從而降低對光源的要求。彩虹全息術的發明,帶動全息術進入了第三個發展階段。 傳統全息技術採用鹵化銀等材料製成感光膠片,完成全息圖像信。
定影等後期處理,整個製作過程非常繁息的記錄,由於需要進行顯影、瑣。而現代的全息技術材質採用新型光敏介質,如光導熱塑料、光折變晶體、光致聚合物等,不僅可以省去傳統技術中的後期處理步驟,而且信息的容量和衍射率都比傳統材料較高。
然而,採用感光膠片或新型光敏介質,都需要通過光波衍射重現記錄的波前信息,肉眼直接觀察再現結果,這樣難以定量分析圖像的精確度,無法形成精確的全息影像。
20 世紀 60 年代末期,古德曼和勞倫斯等人提出了新的全息概念———數字全息技術,開創了精確全息技術的時代。到了 90 年代,隨著高解析度CCD的出現,人們開始用 CCD 等光敏電子元件代替傳統的感光膠片或新型光敏等介質記錄全息圖,並用數字方式通過電腦模擬光學衍射來呈現影像,使得全息圖的記錄和再現真正實現了數字化。
數字全息技術的成像原理是,首先通過 CCD 等器件接收參考光和物光的干涉條紋場,由圖像採集卡將其傳入電腦記錄數字全息圖;然後利用菲涅爾衍射原理在電腦中模擬光學衍射過程,實現全息圖的數字再現;最後利用數字圖像基本原理再現的全息圖進行進一步處理,去除數字干擾,得到清晰的全息圖像。
數字全息技術是計算機技術、全息技術和電子成像技術結合的產物。它通過電子元件記錄全息圖,省略了圖像的後期化學處理,節省了大量時間,實現了對圖像的實時處理。同時,其可以進行通過電腦對數字圖像進行定量分析,通過計算得到圖像的強度和相位分布,並且模擬多個全息圖的疊加等操作。
D. 全息攝影的趣味歷史
凡是見過法國肖維岩洞(Chauvet Cave)中的那些史前繪畫的人,無不為那細微的明暗變化、運用自如的透視法和優雅流暢的線條所折服。這些原始人用赭石繪制於32000年前的犀牛、獅子和熊,雖經歲月侵蝕,卻依然能夠給人帶來極大的視覺撼動。但是,並不是所有人都像讓-馬林·肖維和他的兩位朋友那麼運氣:當他們在1994年12月18日於偶然之中發現了這個岩洞的時候,所有的岩洞都為他們敞開大門,所有的繪畫都無條件展現在他們簡陋的探照燈下。然而,當這一發現被公之於眾,並作為當年最偉大的考古和藝術發現之一被法國政府斥巨資加以研究保護之後,肖維岩洞的大門卻對公眾關閉了。連從事相關研究的專家,在入洞考察之前,都不但要經過繁瑣的審批過程,還要披掛齊全,做足保護功夫,並且保證不能接觸洞壁。普通人就更無緣一睹真容,只能望著雜志上平板的圖片憑空摹想了。
不過,居住在古老的葡萄酒之鄉波爾多城郊小鎮上的伊夫·根特及其兄弟菲力普·根特卻可能用他們的全息照片將這一切變為歷史。
一個世紀以前,當電報的發明人塞繆爾·摩爾斯第一次見到使用銀版照相術拍攝下來的照片時,曾驚訝地認為,如此逼真的圖象決不應當被稱作大自然的復製品,它們就是自然本身的一部分。在如今見多識廣的人們眼中,摩爾斯的反應未免有些大驚小怪。在這個數碼相機能充分展現其魅力的時代中,沒人會像當初聖彼得堡中初見照片的人們那樣,害怕照片中的人會對自己眨眼睛,看出自己的想法。但是,當南巴黎大學的化學物理學家和膠片感光專家傑奎琳·貝洛妮(Jacqueline Belloni)在一次學術會議上將伊夫·根特製作的一幅蝴蝶的全息照片展示給大家時,一位恰巧同時也是蝴蝶標本收集愛好者的物理學家卻非常費解地問她,到底為什麼要在作學術報告時候展示這種鱗翅類昆蟲的標本盒子。那位物理學家無論如何都不肯相信這只不過是一幅全息照片。
其實,那位物理學家的驚疑也在情理之中,盡管全息攝影術對大多數人而言早就不是一個新鮮概念。早在激光出現以前,1948年伽博為了提高電子顯微鏡的分辨本領而提出了全息照相的理論,並開始全息照相的研究工作。1960年以後出現了激光,為全息照相提供了一個高亮度高度相乾的光源,從此以後全息照相技術進入一個嶄新的階段。相繼出現了多種全息的方法,不斷開辟全息應用的新領域。伽伯也因全息照相的研究獲得1971年的諾貝爾物理學獎金。
無論是全息攝影,還是最早的銀版照相術,它們的奧秘都在對光的記錄。所有的光都擁有三種屬性,它們分別是光的明暗強弱、光的顏色以及光的方向。早期的銀版照相和黑白照片只能記錄下光的明暗變化,而彩色照片在此之外,還能通過記錄光的波長變化,反應出它的顏色。全息攝影是唯一能同時捕捉到光的三種屬性的一種攝影術,通過激光技術,它能記錄下光射到物體上再折射出來的方向,逼真地再現物體在三維空間中的真實景象。
然而,一直到根特兄弟的作品問世之前,所謂的真實再現一直都不過是理論上的。或許是因為好的全息圖象罕見而且難於生成,或許因為全息攝影的科學原理過於深奧,在全息攝影發明了半個世紀之後,它卻仍然是一項充滿了神秘色彩的技術。
在一些媒體對伊夫·根特及其兄弟成就的報道中,有人將他們描述為「唯一真正實現了全息攝影的再現自然功能的人」,還有人說,他們的作品就像摩爾斯所說那樣,是「大自然的一部分」。這些評論可能有些言過其辭,因為實際上,全世界也有許多其他人在從事著全息攝影的研究,國際全息圖象製造者聯合會(International Hologram Manufacturers Association)就是一個聚集了全球全息攝影專家和愛好者的組織。但伊夫·根特毫無疑問是這些專家中的翹楚,在2001年冬季,這個聯合會將「本年度最佳全息攝影作品」和「最新全息攝影技術」這兩項最有分量的大獎頒發給了伊夫,就是最好的說明。一次在奧地利召開的全息攝影學術會議上,當根特兄弟發言並展示自己的作品時,「140多位經驗豐富的全息攝影高手都充滿欽佩之情地深吸了一口氣」。菲力普在回憶當時的場景時不無得意,他說,「當人們湧上來觀看我們製作的全息圖片的時候,整個屋子都為之一空。」當時在場的所有專家都被那些幾可亂真的圖片迷住了,他們忍不住伸手去觸摸作品中身著寮國傳統舞蹈服裝的小木偶衣服上的精美花紋,還有人想要拭去掛在正在吃小甜餅的小姑娘嘴邊的餅干碎屑——當然,他們摸到的,同那位物理學家一樣,只不過是一層薄薄的玻璃而已。
伊夫的工作得到了業界承認和贊許,可是,當他在1992年因為所在的實驗室倒閉而被解僱,回到家鄉小鎮上以一個自由職業者的身份開始自己的全息攝影技術研究時,情況卻完全不同。他花了兩年左右時間研究出所有必需設備,包括一台最重要的便攜全息肖像照相機。但當這一切就緒之時,唯一一家生產他所需要的膠片的製造商——愛克發公司(Agfa)——卻突然決定停止生產此種膠片。在發明了「牛」之後,伊夫還必須教會自己製造出「草」來。
在隨後的幾年中,伊夫·根特就在自己簡陋的實驗室中自學相關的化學原理,並反復實踐。菲力普的加入給了他很大幫助。後來,他們終於發明出名為「終極」(Ultimate)的感光乳劑。同其他的感光乳劑一樣,「終極」的主要成分也是感光性極好的溴化銀顆粒,但「終極」中的溴化銀顆粒直徑只有10納米,是普通膠片上感光顆粒的1/10到1/100。正是這些微小的顆粒使「終極」能記錄下細至纖毫的每一個細節,並在同一個感光層上同時記錄下紅、綠、藍三色。
伊夫找到了被他稱為「30年來所有人都在尋找的感光乳劑」,但他卻還有很長的路要走。他做出了復制肖維岩洞壁畫的整個方案,卻因為找不到政府的權威人士而求告無門。他還建議為巴黎的迪斯尼樂園建立一個來訪名人的全息攝影肖像館,談判卻一拖再拖。所有見過他作品的人,都承認那是完美的全息圖象,但法國的投資者過於謹慎,他們不僅要下金蛋的鵝,還要一群這樣的鵝能夠工業化、大規模下出金蛋,才肯從自己的口袋裡掏錢。為了尋求投資人,根特兄弟及其父親甚至想過要移民到魁北克。
轉機出現在一位美國合夥人的加入之後。他所擁有的機器能將「終極」母版上的全息圖象復制到杜邦公司製造的某種聚合體材料上。盡管這些圖象還達不到「終極」膠片上的圖象水準,但卻遠比從前的聚合體材料上的全息圖象好多了。伴隨著這種杜邦材料上的全息圖象的大規模生產,使用「終極」膠片的工業化生產也是指日可待。此外,國際全息圖象製造者聯合會的首肯也為根特兄弟的工作增添了分量。
E. 全息照相的原理和實驗現象
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。
F. 3d技術是誰發明的
1947年,匈牙利人丹尼斯 蓋博 (Dennis Gabor)在研究電子顯微鏡的過程中,提出了全息攝影術(Holography)這樣一種全新的成像概念。全息術的成像利用了光的干涉原理,以條文形式記錄物體發射的特定光波,並在特殊條件下使其重現,形成逼真的三維圖像,這幅圖像記錄了物體的振幅、相位、亮度、外形分布等信息,所以稱之為全息術,意為包含了全部信息。但在當時的條件下,全息圖像的成像質量很差,只是採用水銀燈記錄全息信息,但由於水銀燈的性能太差,無法分離同軸全息衍射波,因此大量的科學家花費了十年的時間卻沒有使這一技術有很大進展。
由於全息攝影術的發明,丹尼斯 蓋博在 1971 年獲得了諾貝爾獎。
1962 年,美國人雷斯和阿帕特尼克斯在基本全息術的基礎上,將通信行業中「側視雷達」理論應用在全息術上,發明了離軸全息技術,帶動全息技術進入了全新的發展階段。這一技術採用離軸光記錄全息圖像,然後利用離軸再現光得到三個空間相互分離的衍射分量,可以清晰的觀察到所需的圖像,有效克服了全息圖成像質量差的問題。
1969年,本頓發明了彩虹全息術,能在白熾燈光下觀察到明亮的立體成像。其基本特徵是,在適當的位置加入一個一定寬度的狹縫,限制再現光波以降低像的色模糊,根據人眼水平排列的特性,犧牲垂直方向物體信息,保留水平方向物體信息,從而降低對光源的要求。彩虹全息術的發明,帶動全息術進入了第三個發展階段。 傳統全息技術採用鹵化銀等材料製成感光膠片,完成全息圖像信。
定影等後期處理,整個製作過程非常繁息的記錄,由於需要進行顯影、瑣。而現代的全息技術材質採用新型光敏介質,如光導熱塑料、光折變晶體、光致聚合物等,不僅可以省去傳統技術中的後期處理步驟,而且信息的容量和衍射率都比傳統材料較高。
然而,採用感光膠片或新型光敏介質,都需要通過光波衍射重現記錄的波前信息,肉眼直接觀察再現結果,這樣難以定量分析圖像的精確度,無法形成精確的全息影像。
20 世紀 60 年代末期,古德曼和勞倫斯等人提出了新的全息概念———數字全息技術,開創了精確全息技術的時代。到了 90 年代,隨著高解析度CCD的出現,人們開始用 CCD 等光敏電子元件代替傳統的感光膠片或新型光敏等介質記錄全息圖,並用數字方式通過電腦模擬光學衍射來呈現影像,使得全息圖的記錄和再現真正實現了數字化。
G. 全息照相是什麼
一種利用波的干涉記錄被攝物體反射(或透射)光波中信息(振幅、相位)的照相技術。全息攝影是通過一束參考光和被攝物體上反射的光疊加在感光片上產生干涉條紋而成。全息攝影不僅記錄被攝物體反射光波的振幅(強度),而且還記錄反射光波的相對相位。為了滿足產生光的干涉條件,通常要用相乾性好的激光作光源 ,而且光和照射物體的光是從同一束激光分離出來的。感光片顯影後成為全息圖。全息圖並不直接顯示物體的圖像。用一束激光或單色光在接近參考光的方向入射,可以在適當的角度上觀察到原物的像。這是因為激光束在全息圖的干涉條紋上衍射而重現原物的光波。再現的像具有三維立體感。在攝制全息圖時感光片上每一點都接收到整個物體反射的光,因此,全息圖的一小部分就可再現整個物體。用感光乳膠厚度等於幾個光波波長的感光片,可在乳膠內形成干涉層,製成的全息圖可用白光再現。如果用紅、綠和藍三種顏色的激光分別對同一物體用厚乳膠感光片上攝制全息照片,經適當的顯影處理後,可得到能在白光(太陽光或燈光)下觀察的有立體感和豐富色彩的彩色全息圖。全息攝影在信號記錄、形變計量、計算機存儲、生物學和醫學研究、軍事技術等領域得到廣泛的應用。
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。
80年代初,法國全息攝影展在世界各地展覽,人們欣賞到了神奇莫測的全息攝影。牆頭上,看來明明伸出了一隻水龍頭,舉手前去擰一下,結果是抓了個空;一隻鏡框,裡面沒有什麼圖像,可是當一束光射過來,框里就出現一位美麗的姑娘,她緩慢地摘下眼鏡,正向人微笑致意;一隻玻璃罩,裡面空無一物,可是,在光的照射下,罩里馬上現出維納斯像;在鏡框上,玻璃罩內,圖像還在不斷地變換。 [編輯本段]歷史
凡是見過法國肖維岩洞(Chauvet Cave)中的那些史前繪畫的人,無不為那細微的明暗變化、運用自如的透視法和優雅流暢的線條所折服。這些原始人用赭石繪制於32000年前的犀牛、獅子和熊,雖經歲月侵蝕,卻依然能夠給人帶來極大的視覺撼動。但是,並不是所有人都像讓-馬林·肖維和他的兩位朋友那麼運氣:當他們在1994年12月18日於偶然之中發現了這個岩洞的時候,所有的岩洞都為他們敞開大門,所有的繪畫都無條件展現在他們簡陋的探照燈下。然而,當這一發現被公之於眾,並作為當年最偉大的考古和藝術發現之一被法國政府斥巨資加以研究保護之後,肖維岩洞的大門卻對公眾關閉了。連從事相關研究的專家,在入洞考察之前,都不但要經過繁瑣的審批過程,還要披掛齊全,做足保護功夫,並且保證不能接觸洞壁。普通人就更無緣一睹真容,只能望著雜志上平板的圖片憑空摹想了。
不過,居住在古老的葡萄酒之鄉波爾多城郊小鎮上的伊夫·根特及其兄弟菲力普·根特卻可能用他們的全息照片將這一切變為歷史。
一個世紀以前,當電報的發明人塞繆爾·摩爾斯第一次見到使用銀版照相術拍攝下來的照片時,曾驚訝地認為,如此逼真的圖像決不應當被稱作大自然的復製品,它們就是自然本身的一部分。在如今見多識廣的人們眼中,摩爾斯的反應未免有些大驚小怪。在這個數碼相機能充分展現其魅力的時代中,沒人會像當初聖彼得堡中初見照片的人們那樣,害怕照片中的人會對自己眨眼睛,看出自己的想法。但是,當南巴黎大學的化學物理學家和膠片感光專家傑奎琳·貝洛妮(Jacqueline Belloni)在一次學術會議上將伊夫·根特製作的一幅蝴蝶的全息照片展示給大家時,一位恰巧同時也是蝴蝶標本收集愛好者的物理學家卻非常費解地問她,到底為什麼要在作學術報告時候展示這種鱗翅類昆蟲的標本盒子。那位物理學家無論如何都不肯相信這只不過是一幅全息照片。
其實,那位物理學家的驚疑也在情理之中,盡管全息攝影術對大多數人而言早就不是一個新鮮概念。早在激光出現以前,1948年伽伯為了提高電子顯微鏡的分辨本領而提出了全息的概念,並開始全息照相的研究工作。1960年以後出現了激光,為全息照相提供了一個高亮度高度相乾的光源,從此以後全息照相技術進入一個嶄新的階段。相繼出現了多種全息的方法,不斷開辟全息應用的新領域。伽伯也因全息照相的研究獲得1971年的諾貝爾物理學獎金。
無論是全息攝影,還是最早的銀版照相術,它們的奧秘都在對光的記錄。所有的光都擁有三種屬性,它們分別是光的明暗強弱、光的顏色以及光的方向。早期的銀版照相和黑白照片只能記錄下光的明暗變化,而彩色照片在此之外,還能通過記錄光的波長變化,反應出它的顏色。全息攝影是惟一能同時捕捉到光的三種屬性的一種攝影術,通過激光技術,它能記錄下光射到物體上再折射出來的方向,逼真地再現物體在三維空間中的真實景象。
然而,一直到根特兄弟的作品問世之前,所謂的真實再現一直都不過是理論上的。或許是因為好的全息圖像罕見而且難於生成,或許因為全息攝影的科學原理過於深奧,在全息攝影發明了半個世紀之後,它卻仍然是一項充滿了神秘色彩的技術。
在一些媒體對伊夫·根特及其兄弟成就的報道中,有人將他們描述為「惟一真正實現了全息攝影的再現自然功能的人」,還有人說,他們的作品就像摩爾斯所說那樣,是「大自然的一部分」。這些評論可能有些言過其辭,因為實際上,全世界也有許多其他人在從事著全息攝影的研究,國際全息圖像製造者聯合會(International Hologram Manufacturers Association)就是一個聚集了全球全息攝影專家和愛好者的組織。但伊夫·根特毫無疑問是這些專家中的翹楚,在2001年冬季,這個聯合會將「本年度最佳全息攝影作品」和「最新全息攝影技術」這兩項最有分量的大獎頒發給了伊夫,就是最好的說明。一次在奧地利召開的全息攝影學術會議上,當根特兄弟發言並展示自己的作品時,「140多位經驗豐富的全息攝影高手都充滿欽佩之情地深吸了一口氣」。菲力普在回憶當時的場景時不無得意,他說,「當人們湧上來觀看我們製作的全息圖片的時候,整個屋子都為之一空。」當時在場的所有專家都被那些幾可亂真的圖片迷住了,他們忍不住伸手去觸摸作品中身著寮國傳統舞蹈服裝的小木偶衣服上的精美花紋,還有人想要拭去掛在正在吃小甜餅的小姑娘嘴邊的餅干碎屑——當然,他們摸到的,同那位物理學家一樣,只不過是一層薄薄的玻璃而已。
現在,伊夫的工作得到了業界承認和贊許,可是,當他在1992年因為所在的實驗室倒閉而被解僱,回到家鄉小鎮上以一個自由職業者的身份開始自己的全息攝影技術研究時,情況卻完全不同。他花了兩年左右時間研究出所有必需設備,包括一台最重要的便攜全息肖像照相機。但當這一切就緒之時,惟一一家生產他所需要的膠片的製造商——愛克發公司(Agfa)——卻突然決定停止生產此種膠片。在發明了「牛」之後,伊夫還必須教會自己製造出「草」來。
在隨後的幾年中,伊夫·根特就在自己簡陋的實驗室中自學相關的化學原理,並反復實踐。菲力普的加入給了他很大幫助。後來,他們終於發明出名為「終極」(Ultimate)的感光乳劑。同其他的感光乳劑一樣,「終極」的主要成分也是感光性極好的溴化銀顆粒,但「終極」中的溴化銀顆粒直徑只有10納米,是普通膠片上感光顆粒的1/10到1/100。正是這些微小的顆粒使「終極」能記錄下細至纖毫的每一個細節,並在同一個感光層上同時記錄下紅、綠、藍三色。
伊夫找到了被他稱為「30年來所有人都在尋找的感光乳劑」,但他卻還有很長的路要走。他做出了復制肖維岩洞壁畫的整個方案,卻因為找不到政府的權威人士而求告無門。他還建議為巴黎的迪斯尼樂園建立一個來訪名人的全息攝影肖像館,談判卻一拖再拖。所有見過他作品的人,都承認那是完美的全息圖像,但法國的投資者過於謹慎,他們不僅要下金蛋的鵝,還要一群這樣的鵝能夠工業化、大規模下出金蛋,才肯從自己的口袋裡掏錢。為了尋求投資人,根特兄弟及其父親甚至想過要移民到魁北克。
最早的全息攝影作品轉機出現在一位美國合夥人的加入之後。他所擁有的機器能將「終極」母版上的全息圖像復制到杜邦公司製造的某種聚合體材料上。盡管這些圖像還達不到「終極」膠片上的圖像水準,但卻遠比從前的聚合體材料上的全息圖像好多了。伴隨著這種杜邦材料上的全息圖像的大規模生產,使用「終極」膠片的工業化生產也是指日可待。此外,國際全息圖像製造者聯合會的首肯也為根特兄弟的工作增添了分量。雖然伊夫所應用的技術目前還沒有一項是受專利保護,但在不久的將來,它們有望作為專門技術(Know-How)為他帶來巨大的財富。 [編輯本段]原理
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拍物體表面光強的變化,即只記錄光的振幅,全息照相則記錄光波的全部信息,除振幅外還記錄了光波的圖相。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。
H. 全息照片的全息之父
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」。
I. 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。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。
J. 全息照相的原理是什麼
隨著人們對數碼相機逐漸認可和接受,數碼相機的市場也在一天一天的擴大,為了切分這塊大蛋糕,各數碼相機廠商也在不斷開發新技術或將已經存在的技術迅速應用到數碼相機領域,以保持和提升在數碼相機領域里的地位。索尼在DSC-F707的對焦模式使用了全息攝影激光自動對焦輔助,也可以說,全息技術已經應用到了攝影領域,那麼到底什麼是全息技術呢?全息攝影和傳統的攝影又有什麼區別呢?
全息圖(Hologram)是蓋伯(Gabor)在1948年為改善電子顯微鏡像質所提出的,其意義在於完整的記錄。蓋伯的實驗解決了全息術發明中的基本問題,即波前的記錄和再現,但由於當時缺乏明亮的相干光源(激光器),全息圖的成像質量很差。1962年隨著激光器的問世,利思和烏帕特尼克斯(Leith
and
Upatnieks)在蓋伯全息術的基礎上引入載頻的概念發明了離軸全息術,有效地克服了當時全息圖成像質量差的主要問題---孿生像,三維物體顯示成為當時全息術研究的熱點,但這種成像科學遠遠超過了當時經濟的發展,製作和觀察這種全息圖的代價是很昂貴的,全息術基本成了以高昂的經費來維持不切實際的幻想的代名詞。1969年本頓(Benton)發明了彩虹全息術,掀起以白光顯示為特徵的全息三維顯示新高潮。彩虹全息圖是一種能實現白光顯示的平面全息圖,與丹尼蘇克(Denisyuk)的反射全息圖相比,除了能在普通白熾燈下觀察到明亮的立體像外,還具有全息圖處理工藝簡單、易於復制等優點。
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』,太精采了!」
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」。