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2017年9月23日 星期六

丁酉(鸡)年八月初四

全息图

全息图是一种三维图像,它与传统的照片有很大的区别。

传统的照片呈现的是真实的物理图像,而全息图则包含了被记录物体的尺寸、形状、亮度和对比度等信息。这些信息储存在一个很微小但却很复杂的干涉模式中。这个干涉模式是由激光产生的。

从三维物体上反射出来的光形成一个非常复杂的三维干涉模式。要记录下整个模式,使用的光必须严格定向,而且属于同一颜色。这样的光叫做相干光。因为激光器产生的光具有单一颜色,而且所有光波都协调同步,因此激光是制作全息图的理想光源。

当你用光照射全息图时,储存在干涉模式中的信息就会借助入射光再现由物体反射出来的原始光波波阵。你的眼睛和大脑就会觉得原来的物体好像又出现在你面前了。

全息技术是实现真实的三维图像的记录和再现的技术。该图像称作全息图。和其他三维“图像”不一样的是,全息图提供了“视差”。视差的存在使得观察者可以通过前后、左右和上下移动来观察图像的不同形象——好像有个真实的物体在那里一样。

全息技术是伦敦大学帝国理工学院的Dennis Gabor博士发明的。他也因此而获得了1971年的诺贝尔物理学奖。最初,Gabor博士只是希望提高扫描电子显微镜的解析度。上世纪60年代初期,密歇根大学的研究员Leith和Upatnieks制作出世界上第一组三维全息图像。这段时间,前苏联的Yuri Dennisyuk也开始尝试制作可以用普通白光观看的全息图。

现在,全息技术的持续发展为我们提供了越来越精确的三维图像。

全息图是如何制作的?

你在商店、艺术中心和其他地方看到的很多全息图都是在专业实验室里制作的。典型的制作全息图的实验室包括一台激光器、一个防震光学平台、棱镜反射镜、光学支持架和其他多种配套设备。制作全息图也需要一个暗室环境。

只要有这些设备和一个合适的实验室环境,一个业余爱好者也可以制作全息图。制造价格非常低廉但性能不逊于专业设备的全息设备是可能的。随着廉价激光二极管的诞生,越来越多的人有能力制作全息图。

全息图有何用途?

全息图在艺术、科学和技术上有很多用途。它可以用于一些产品的包装上,可以贴在出版物的封面上,也可以用于信用卡、驾照甚至衣服上以防假冒。一个片面的医学图像(例如一个CAT扫面图像)可以最终制作成三维全息图。计算机生成的全息图也可以使工程师和设计师的设计图样获得前所未有的视觉效果。

工程师可以在生产过程中利用全息图检查产品上可能出现的裂纹及进行质量控制。这种技术叫做全息无损检测。全息图还用于很多民用和军用飞机。飞行员在望向驾驶舱窗外时,全息图为他们提供很多重要的信息。这叫做智能显示。现在,只能显示在一些汽车上也可以看到。

艺术家可以利用全息图进行创作。很多艺术家觉得,全息图为他们提供了一个三维的和纯光学的空间,使得他们可以表达一些在“传统”媒介上不能表达的图像和信息。

也许某一天,光子会像今天的电子一样进入你的计算机网络。这一天到来时,全息图就会被用于储存信息。这叫做全息数字存储(HDS)。有了HDS,你就可以在一个方糖大小的尺寸上储存整个国会图书馆的信息。

如何观看全息图?

大多数市面上出售的全息图是“白光反射”全息图。反射全息图受欢迎,是因为你可以给它镶框并挂在墙上。要观看一幅反射全息图,你需要一个光源来照射它。这个光源一般是天花板上的电灯,或者带夹子的台灯。

把全息图挂到墙上的合适高度上,使光源从大概45度的角度照射它。在离开图像6英尺左右的距离观看图像。高度、角度和距离都可以调整,以使观察效果最佳。

观察全息图的最理想的灯是干净的卤灯泡,干净的白炽灯泡也可以。灯泡必须干净,无结雾。一个结雾的光源会产生模糊的全息图像,如荧光灯一样。

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更新时间 : 2009-08-05

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