致   谢 24

参 考 文 献 25

1  绪论

1.1  全息术概述

全息术是英国科学家丹尼斯·加伯(Dennis Gabor)在1948年为提取光波的振幅和相位而提出的，并通过做实验制成了世界上第一张全息图。加伯本来是为了提高电子显微镜的分辨率而提出设想，最终他利用可见光证实了。在随后的十多年里，全息技术的发展受限于以汞灯作为光源而做出的同轴全息图。同轴全息图是指物光和参考光在一条光路上得到的全息图，这一时期的全息图被称为第一代全息图。第一代全息图有两个严重缺陷：一是再现的原始像和共轭像无法分离，导致成像质量不高；二是光源的相干性太差。

直到二十世纪60年代激光器的出现，为全息技术提供了一种高相干度的光源，使得全息术的发展有了强有力的技术上的保证。1962年，利思和乌帕特尼克斯将通信理论中的载频概念推广到空域中，提出了离轴全息术。他们用离轴的参考光与物光干涉形成全息图，再利用离轴的参考光照射全息图，使全息图产生三个在空间上互相分离的衍射分量，其中一个恢复出原始物光。这一时期的全息术被称为第二代全息术。第二代全息术解决了光源的问题，并且在立体成像、干涉计量检测、信息存贮等应用领域中获得巨大进展，但是激光再现的全息图失去了色调信息。

于是科学家们开始致力于研究第三代全息图。第三代全息图是用激光做记录，而用白光再现的全息图，在特定条件下赋予全息图以鲜艳的色彩。第三代全息术已经在很多领域的到了应用，例如：像全息、反射全息、彩虹全息、模压全息等。

但由于激光的高度相干性给全息图的制作过程提出了很高的要求，因此在实际使用中有很多不便。于是，第四代全息图被科学家们提出来了，第四代全息图是用白光记录白光再现的全息图，因此被广泛的利用到更加实用的领域。

多种全息方法的提出使得全息术在信息处理、计量、显示等多领域得到广泛的应用，开辟了光学发展的新领域，成为光学的一个重要分支。全息术以波动光学为基础，利用光的干涉和衍射原理，将物体发出的光波以干涉条纹的形式记录下来，并在一定的条件下使其重现。

全息术的成像原理决定了全息图有下列特点：

(1)  三维性。因为全息图记录了物光的相位信息，因此图像具有了视差特性，通过再现可以看到逼真的三维图像。

(2)  不可撕毁性。因为全息图记录的是物光与参考光的干涉条纹，所以具有可分割性。它被分割后的任一碎片都能再现完整的被摄物图象，只是分辨率受到影响。

(3)  信息容量大。同一张全息感光板可多次重复曝光记录，并能互不干扰地再现各个不同的图像。

(4)  全息图的再现像可放大或缩小。因为衍射角与波长有关，用不同波长的激光照射全息图，再现相就会发生放大或缩小[ ]。

1965年，罗曼(Lohmann)等人为了寻找制作光学信息处理机空间滤频器技术，提出了计算全息技术，并且做出了世界上第一张二维计算全息图。计算全息术是指先用计算机制作模拟物体的全息图，然后用光学衍射的方法进行重现的全息术。通常，计算全息术分为如下几个步骤：

(1)  设计与生成物光波数据有关的数学模型；

(2)  根据模型和其它的预定要求进行编程；

(3)  通过计算机运算并控制绘图制成全息图；

(4)  光学缩版或光刻精缩到适合的尺寸；