全息照相可以再現(xiàn)物體的立體形象,并具有其一系列的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),無(wú)論拍攝和觀察方法,還是基本原理,都與普通照相根本不同。
全息照相分為兩步──全息記錄和再現(xiàn)。
全息記錄:為了保證照好一張全息圖,全息照相需要在全息實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。全息臺(tái)面一般是一塊重幾十公斤到幾百公斤的厚鋼板(規(guī)格按使用要求有所不同),平放在一個(gè)堅(jiān)實(shí)的水泥臺(tái)或桌架上。由于全息照相實(shí)際上記錄的是一些很細(xì)密的干涉條紋,在照相過(guò)程中任何微小的震動(dòng)與干擾都會(huì)使干涉條紋模糊甚至記錄失敗。為了防止地面震動(dòng)的干擾,保持全息臺(tái)的最大穩(wěn)定性,鋼板與其支撐物間有用各種彈性材料或減震裝置組成的隔震系統(tǒng),而實(shí)驗(yàn)中使用的所有光學(xué)元件則都用磁性材料或其它方法牢固地固定在全息臺(tái)上。一個(gè)很好的相干光源更是全息記錄的必須條件,這里用的是一臺(tái)大功率的激光發(fā)生器。通常的照相方法是:將激光器輸出的光束分為兩束,一束投射到感光板上,稱(chēng)為參考光束;另一束投射到物體上,經(jīng)物體反射或透射后,產(chǎn)生物光束也射到感光板,兩光束相干疊加在感光板上形成干涉條紋,這就是一張全息圖即干涉花樣圖。用肉眼直接觀察全息底片,它只是一張灰蒙蒙的片子,不能直接顯示被照物體的任何影像。但是,全息圖已經(jīng)通過(guò)干涉的方法微妙地記錄了物體上各點(diǎn)的全部光信息,包括振幅和相位,這就是全息記錄。
全息再現(xiàn):用一束與參考光束的波長(zhǎng)和傳播方向完全相同的光束照射全息圖,則用眼睛就可以觀察到一幅非常逼真的原物立體圖像。當(dāng)移動(dòng)眼睛從不同角度觀察時(shí),就像觀察原物一樣可看到它的不同側(cè)面的形象。更有意思的是,如果擋住全息圖的一部分,通過(guò)露出的部分,再現(xiàn)的物體形象仍然是完整的,并不殘缺。甚至拿來(lái)摔碎的全息底片中的一小片,仍然可使整個(gè)原物再現(xiàn)。
全息照相的特點(diǎn)是:它是以干涉、衍射等波動(dòng)光學(xué)的規(guī)律為基礎(chǔ)的。全息圖記錄的是物體各點(diǎn)的全部光信息,包括振幅和相位;全息圖中每一局部都包含了物體各點(diǎn)的光信息,所以全息底片的每一部分都能觀察到一幅非常逼真的立體圖像。此外,全息照相的記錄和再現(xiàn),都要求有很高相干性的強(qiáng)光光源,目前廣為采用的是激光。
全息照相的應(yīng)用范圍很廣,但目前許多應(yīng)用還處于實(shí)驗(yàn)階段。如全息電影和全息電視,可使影視全面立體化;全息顯微技術(shù),全息干涉技術(shù),全息存儲(chǔ)技術(shù),以及紅外微波和超聲的全息照相技術(shù)等,都將在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域內(nèi)占有重要地位,取得突破性進(jìn)展和成果。