目录
1.基本要求 (1)
2.基本原理 (1)
3.实验仪器及相关作用 (3)
3.1实验仪器 (3)
3.2主要仪器的相关作用 (4)
4.实验过程及结论 (4)
4.1光路设计 (4)
4.2 光路调节 (5)
4.3 实验结果 (8)
4.3.1 曝光 (8)
4.3.2 冲洗 (8)
4.3.3 再现 (8)
5.心得体会 (9)
6.参考文献 (10)
全息透镜的制备及应用
1.基本要求
（1）掌握同轴全息透镜的基本原理和方法。
（2）制作一个全息透镜，观察它的成像特性，并与普通透镜作比较。
（3）联系基元全息图的概念，进一步理解光信息记录原理及技术。
2.基本原理
全息透镜实际上是一张球面波基元全息图（或称点源的全息图）。它相当于一块菲涅耳波带片，具有类似透镜的会聚作用和成像特性。全息透镜易制成较大的尺寸，造价低制作方法简单，易复制，重量轻，因而在某些场合具有独特用途。
全息透镜可用一个球面波与平面波相干，或两束球面波相干来记录。全息透镜分同轴全息透镜、离轴全息透镜和反射型全息透镜。
同轴全息透镜类似于菲涅尔波带片，实质上是一组透光与不透光相同的同心圆环，又称为全息波带片。一个点物的全息图就是一个全息透镜，当点物与参考点光源的连线通过全息图中心时，得到的全息图就是同轴全息透镜。如图2.1所示，A 点是物点，坐标为(0，0，a z )，B 为参考点源，其坐标为(0，0，b z )，如a z ，b z 均代表代数量，则A ，B 在H 上的复振幅分布分别为
（1）
（2）
H 上的光强分布为
???? ??+-=a a z y x jk A y x u 2exp ),(220???? ??+-=b b z y x jk B y x u 2exp ),(220 图2.1 同轴全息透镜的形成
（3） 经过线性处理后，全息图的透过率
（4）
式（4）中，0t 、1t 是与x 无关的常数。对应于图1的情况，0,0>
a z z ，于是式（4）中第二项相当于负透镜，第三项相当于正透镜，第一项相当于一个平板玻璃。
全息透镜还有一些与普通透镜不同的特点，除前面提到的三种作用同时并存外，衍射还可能出现高级次，因而有多重焦距，多重像。由于全息透镜的焦距与所使用的光波长有关，因而有明显的色散现象存在。
这些特点可由实验观察到。如让日光通过全息透镜，即可观察到不同衍射的光的焦点不同，出现多重焦距；透过全息透镜观看一个发光的白炽灯，会看到灯丝的多重像。
实验光路如图2.2所示
图2.2 同轴全息透镜记录光路
?????????? ??-+-+?????
????? ??-+++=b a b a z z y x jk B A z z y x jk B A B A y x I 112exp 112exp ),(2200220020
20?????????? ??-++?????
????? ??-+-+=b a a a z z y x jk t z z y x jk t t y x t 112exp 112exp ),(221221
激光通过L1准直透镜变成平行激光束，经分束镜S1将激光束分为两束，一束经全反射镜M1全反射，再经半透半反镜S2反射照射到感光底片H上；另一束经S1反射后再经全反射镜M2反射，经过会聚透镜L聚集于A点，A点相当于一个点光源，它发出的球面波与由M1反射的光波同轴投射到感光底片上。两束光在底片上相干形成明暗相间的同心干涉条纹。在中心部位的干涉条纹，由于球面波的光线与平面波光线之间的夹角很小，结果条纹间隔较疏；而边缘部位由两束光光线的理会角逐渐扩大，条纹逐渐变密。条纹分布类似于菲涅耳波带片，故也称全息波带片。
透射型离轴全息透镜实验光路如图2.3所示。
图2.3 透射型离轴全息透镜实验光路
基本原理：平行光束经过分束镜BS1将激光束分成两束，一束经过全反镜M1反射，在经过全反镜M3反射照射到感光底片H上；另一束则是经过BS1反射后在经过全反镜M2反射，再经会聚透镜L1聚集于A点，A点相当于一个点光源，它发出的球面波与由M3反射的光波离轴投射到感光底片上。两束光在底片上想干形成明暗相间的同心干涉条纹。在中心部位的干涉条纹，由于球面波的光线与平面波光线的夹角很大，结果只有中心一点可以看出干涉现象。
3.实验仪器及相关作用
3.1实验仪器
He-Ne激光器一台，全反射镜二个，分束镜二个(50%)，准直透镜一只，透镜一个，
洗相设备一套，屏、光学元件调节架、全息干板等。
3.2主要仪器的相关作用
1. He-Ne激光器：实验用光源，可以作为光路准直调节的平行光线以及制备全息透镜的光源。
2.全反镜：在实验中反射来自分束镜后的光束，改变其光路，使得两束光能够构成干涉条件。
3.分束镜：把经过扩束镜和准直透镜的光束均匀分成两束光束，使得两束光形成相干光。
4.准直透镜：准直，使得从激光器中出来的光束是沿平行直线传播。
5.洗相设备：洗相。
6.全息干板：曝光拍照。
4.实验过程及结论
4.1光路设计
实验采用马赫-曾德尔干涉系统，其光路示意图如图4.1所示。
图4.1 马赫-曾德尔干涉系统示意图
图中C表示扩束镜，在实际实验中没有，用针孔滤波器代替，L是准直透镜。BS1、BS2代表分束镜，M1、M2、M3为反射镜，P为光屏。
它是由两块分束镜（半反半透镜）和两块全反射镜组成，四个反射面接近互相平行，中心光路构成一个平行四边形。从激光器出射的光束经过扩束镜及准直镜，形成一束宽度合适的平行光束。这束平行光射入分束板之后分为两束。一束由分束板反射后达反射镜，经过其再次反射并透过另一个分束镜，这是第一束光；另一束透过分束镜，经反射镜及分束镜两次反射后射出，这是第二束光。在最后一块分束镜前方两束光的重叠区域放上屏P。若Ⅰ，Ⅱ两束光严格平行，则在屏幕不出现干涉条纹；若两束光在水平方向有一个交角，那么在屏幕的竖直方向出现干涉条纹，而且两束光交角越大，干涉条纹越密。
4.2 光路调节
马赫－泽德干涉仪调节步骤如下：
1.跟据实验光路，选择适当的光学元件及相应的具有调节机构的光具架。扩束镜用
针孔滤波器代替，反射镜M1、M2和分束镜BS1、BS2在宽光束中工作，其孔径应至少
大于准直透镜孔径。各种光具架一般应具有高度调节机构和方向、俯仰微调机构。
2.调节激光光束与工作台平行。首先要使激光器的高度合适，使其出射的光束与实
验中所用的光学元件的中心高度基本一致。例如，实验中所有的光学元件的中心高度为
180mm，调节激光器，使其射出的光束不但高度合适而且与平台平行，检查方法是可以
将一个小孔光阑放在激光器前，小孔高度约为180mm，前后移动光阑，使光束都能通过
小孔光阑，这说明光束与平台平行且高度合适。
3.调节针孔滤波器。先在激光器前方一定距离处放一光屏P2并在光屏上细光束入射
点处用水笔作一定位标记，调整过程中不要触动光屏P2。然后在光路中推入以卸下针孔
的针孔滤波器，同时在针孔滤波器的扩束镜一侧的光路中放入带有3-5mm小孔的屏P1，
让激光束无阻挡地通过，并入射到扩束镜中，调整针孔滤波器（平移或转动）使从扩束
镜出射到投在P2屏上的光斑为一平滑的圆光斑，其中心在屏P2的定位标记处，同时使
出现在光屏P1面上的一组同心圆环与P1上的小孔同心。这组类似于牛顿干涉圆环的同
心环带是入射光束被扩束镜前后表面部分反射后形成的干涉条纹。这部分调整工作非常
重要，扩束镜的轴线与系统的光轴不一致有可能的不到理想的结果。接着移去光屏P1，
装上针孔，利用针孔滤波器上x，y方向的两个测微头，改变针孔在x，y面上的位置，直到光屏P2上出现针孔射出的暗淡的衍射光斑，然后通过微调z方向的测微头，轴向移动
扩束镜，对针孔调焦。正确调焦，使P2屏上光斑最亮，同时微调x，y方向的测微头，最后可在光屏P2上得到以标志点为中心的既大又亮又圆的衍射光斑，这是针孔滤波器的最佳位置。如图4.2所示为激光器与针孔滤波器的最佳相对位置。
图4.2 激光器与针孔滤波器最佳的相对位置
图4.3及图4.4分别为针孔滤波器输出的衍射斑和针孔滤波器最佳位置的输出光斑。
图4.3 针孔滤波器输出的衍射斑
图4.4 针孔滤波器最佳位置的输出光斑
4.在针孔滤波器前放置准直镜L，前后移动L到最佳位置，使由L射处的光束为平
行光。
5.使所有光学元件的面与光束垂直。首先调节各元件的镜座高度，使各光学元件的中心高度与光束一致。然后在准直镜L的前方分别放入各光学元件M1、M2、BS1、BS2，调节各光学元件的仰角使反射光束重合，并如图 4.1所示把它们摆成一各平行四边形，使两束光光程基本一样，把小孔光阑放在两束光中，进一步检查各光束是否与工作台面平行。
6.放上屏，调节M1、M2、BS1、BS2使两光束会合于BS2的出射面，并会合于屏上。
7.这时屏上的光斑不一定能很好的重合，可将小孔光阑放在准直镜L与分束镜BS1
之间，调节M2，使经过小孔光阑的两束光在BS2的出射面上重合，再调节S
使两束光
2
在屏面上重合。再反复调节一次M2及BS2，使两束光在BS2出射面和屏面上都很好重
合为止。这时两束光接近平行，撤去光阑，在屏上可以看到干涉条纹，如图4.5所示，
微调BS2或M2的转角及仰角可改变条纹的宽度及方向。
图4.5 干涉条纹
光路搭建完毕后的实物图如图4.6所示。
图4.6 马赫-曾德尔干涉系统实物图
离轴全系透镜的干涉光路调节与共轴全息透镜的干涉光路调节基本一致，仅是分束镜和全反镜的摆放位置不同，因此在这里不再赘述。
4.3 实验结果
4.3.1 曝光
在完成上述全部调节后，准备好后进行曝光处理。曝光在暗室进行，在屏P的位置上换上全息干板，一共需要曝光两次，一次曝光时间为2秒，一次曝光时间为1秒。在整个曝光过程之前全息干板都不得见光，同时曝光时还要注意每一光学元件都不能有任何微小移动或振动,轻微的振动或气流扰动只要使光程差发生波长数量级的变化,条纹都会模糊不清,因此拍摄时不能乱动，否则可能会使得实验失败。
4.3.2 冲洗
在曝光结束后，将底板拿到冲洗房冲洗，依次放入显影液、停影液、定影液和漂白液中，但是显影时间也不要过长,只要底片变灰了就行,千万不能变黑了,定影3分钟,所有的时间要严格掌握才能保证成功.还有冲洗时可以用紫光或绿光灯,但千万不要被红光照到,否则就前功尽弃了。
4.3.3 再现
在冲洗完并烘干后的全息干板放置在平面波前，并且在平行平面波前放置一个有一特定
形状的透光孔作为物。在干板后放置一个接收屏，移动屏可以发现，当屏在小于焦点处
屏上会出现一个正立缩小的像；当屏在焦点处则出现一个圆点；在屏处在大于焦点处则
出现一个倒立放大的像，图4.7和图4.8分别所示为共轴和离轴全息透镜的像。
图4.7 共轴全息透镜的像
图4.8 离轴全息透镜的像
5.心得体会
一周的开放性实验结束了，这是进大学以来第一次做开放性实验，非常兴奋，在实验中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设实验过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学
习。在其中更加深刻的明白了团队的重要性，合作才是趋势，个人的能力是有限的，集体的力量是无穷的。
通过这次全息透镜的制备及应用的开放性实验，本人在多方面都有所提高。首先是复习了以往学过的一些知识，温故而知新。同时也发现了自己的不足之处，有知识点的遗漏，让我及时的查漏补缺。在这次实验过程中，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情。
在此感谢易迎彦老师能够给我提供这个机会，让我能够学以致用，在实践中发现自己的不足，在过程中弥补自己的薄弱。老师对实验要求严谨细致、一丝不苟的作风是我们学习和生活中的榜样。同时还要感谢我的组员，在大家的通力合作下终于去得了实验的成功。
当然由于本人的动手能力有限，在实验过程中难免出现错误，为此给大家造成的不便忘大家谅解。
6.参考文献
[1]吕乃光.傅里叶光学（第二版）[M].机械工业出版社，2008
[2]安连生.应用光学（第三版）[M].北京理工大学，2007
[3]谢敬辉等.物理光学教程[M].北京理工大学出版社，2007
全息技术的原理及应用 摘要：随着时代的发展，人们对光学的理解与认识更加透彻，关于光学的各种技术发展越来越快，其中全息技术广泛应用于生活中各个领域，如医学领域、军事领域、艺术领域、测量领域等。本文主要介绍全息技术的基本原理，以及全息技术在防伪技术的中的应用，在简要介绍在其他方面的应用。 关键字：振幅，相位，参考光波，全息防伪，全息投影。 1全息技术的原理 1.1物光波面的记录 全息技术的第一步是将光波的全部振幅和相位信息记录在感光材料上。由于感光材料只能接收光的振幅信息，因此必须想法把相位信息转换成强度的变化才能记录下来。，干涉法是将空间相位调制转换为空间强度调制的标准方法，因此采用相干光干涉条纹来记录图像。 设物体散射的物光波为 êo(x,y)=a o(x,y)exp[iφ0(x,y)] 另一个与物光波相干的参考光波为 êr(x,y)=a r(x,y)exp[iφr(x,y)] a o(x,y)、a r(x,y)、φ0(x,y)、φr(x,y)分别表示各波面的振幅和相位， 这两个相干光波在记录平面上叠加形成的光强为 I(x,y)=| êo(x,y)+ êr(x,y)|2 =| êo(x,y)|2+| êr(x,y)|2+êo*(x,y) êr(x,y)+ êo(x,y) êr*(x,y)
=a r2+a o2+2a r a o cos[φr-φo] 其中，第一项和第二项分别表示参考光波和物光波单独到达全息图的强度，它们的和表示干涉条纹的平均强度，第三项包含了物光波和参考光波的振幅和相位信息。参考光波的作用是使物光波波前的相位分布转化为干涉条纹的强度分布。 底片振幅透射系数t(x,y)为 t(x,y)=k o+k1I(x,y) 其中k o，k1是常数，k1<0是负片，k1>0是正片. t=(k0+k1|êr|2)+k1(|êo|2+|êr*êo+ êrêo*|)=t1+t2+t3+t4 1.2 物光波面的重现 全息术的第二步是利用衍射原理有全息图重现物光波。 如果照明光是与全息图记录时的参考光波完全相同的光波êc=êr, 透过全息图的光波的复振幅分布ê，(x,y)为 ê，(x,y)=êr t={(k0+k1|êr|2)}êr+k1|êo|2êr+k1|êr|2êo+ k1êr2êo*| =t1，+t2，+t3，+t4， 其中，第一项和第二项表示衰减的重现光êr方向不变的透过全息图，第三项是透过全息图的+1级衍射光，除了一个常数衰减外，这是一个与原物光波完全相同的重现物光波，第四项是通过全息图的-1级衍射波，这是一个与原物光波的共轭波。 2全息技术的应用 2.1全息防伪技术 全息防伪技术是应用激光全息技术发展起来的一种新型防伪技
全息照相的基本原理 作者：张新成 学号：20114052021 单位：吉首大学物理与机电工程学院2011级应用物理班 内容摘要： 全息摄影亦称：“全息照相”，一种利用波的干涉记录被摄物体反射（或透射）光波中信息（振幅、相位）的照相技术。全息摄影是通过一束参考光和被摄物体上反射的光叠加在感光片上产生干涉条纹而成。全息摄影不仅记录被摄物体反射光波的振幅（强度），而且还记录反射光波的相对相位。全息图并不直接显示物体的图象。用一束激光或单色光在接近参考光的方向入射，可以在适当的角度上观察到原物的像。这是因为激光束在全息图的干涉条纹上衍射而重现原物的光波。再现的像具有三维立体感。本文试论全息照相的基本原理，来叙述学习本章节后的收获和感想。 关键词： 全息照相，波的干涉，全息照片，全息摄影 引言： “全息”来自希腊字“holos”，意即完全的信息------不仅包括光的振幅信息，还包括位相信息。利用干涉原理，将物光波前以干涉条纹的形式记录下来。由于物光波前的振幅和位相及全部信息都存储在记录介质中，顾晨伟“全息图”。光波照明全息图，由于衍射效应能再现出原始物光波，该光波将产生包含物体I全部信息的三维像。这
个波前记录和再现的过程就是全息术。 1947年匈牙利出生的英国物理学家D.伽柏（D.Gabor）提出全息术的设想，意图提高电子显微镜的分辨本领。方法是完全撇开电子显微物镜，用胶片纪录经物体衍射的末聚焦的电子波，得到全息图。一相干的可见光照明全息图，衍射波将产生原物体放大的光学像。为了检验他的理论，1948年他利用水银灯发出的可见光代替电子波，获得了第一张全息图及其再现像。由于全息图的发明，D.伽柏1971年获得诺贝尔物理奖。20世纪50年代GL诺杰斯（G.L.Rogers）等科学家进一步丰富了波前再现理论。 光波的位相信息是通过与参考光波相干涉，在记录介质上形成干涉图而记录下来，所以要求两束光高度相干。早期由于没有更好的相干光源，在两侧同轴方向产生不可分离的“孪生像”。观察者对虚像聚焦时，会看到由实像引起的离焦像；対实像聚焦时，伴随有离焦的虚像。从而像质大大降低。由于光源相干性的限制以及”孪生像“的问题，全息术研究的进展极大受阻。 1960年，激光的出现为全息术的迅速发展开辟了道路。激光是一种单色性很强的光，是制作全息图最理想的光源。1962年美国密执安大学雷达实验室的 E.N利思（E.N.Leith）和J.乌帕特尼克斯（J.upatnieks)借鉴雷达中载频技术，提出”斜参考光法“。这种方法不像伽柏全息图那样以物体直接透射光作为参考光，而是单独引入分离的倾斜照射的参考光波。依据这种方法采用氦氖激光器拍摄成功第一张三维物体的激光透射全息图。激光照明全息图，可看到清楚的三
360度全息投影系统方案
目录 一．概述.................................................................................... 错误!未定义书签。二．特点.................................................................................... 错误!未定义书签。三．三维全息影像的优越性.................................................................... 错误!未定义书签。四．环境要求................................................................................ 错误!未定义书签。五．原理.................................................................................... 错误!未定义书签。六．拓扑图.................................................................................. 错误!未定义书签。七．应用领域................................................................................ 错误!未定义书签。八．软硬件配置方案（以四个锥面为例）........................................................ 错误!未定义书签。
全息投影技术分类_发展及应用 在科技快速发展的今天，人们对视觉要求越来越高，由此能实现裸眼立体3D 显示的全息投影技术的应用也是越来越多，在给人们带来新鲜有趣的视觉体验的同时，也为众多商家提供新的宣传营销方式，打开市场新大门。 全息投影技术在展览展示方式，采用全息投影技术的全息成像柜可以使立体影像不借助任何屏幕或介质而直接悬浮在设备外的自由空间，任意角度看都是三维影像展现。产品种类多样分有全息展示柜、180度全息展示柜、270度全息展示柜、360度全息展示柜、全息金字塔、大中小型全息金字塔定制、全息投影设备、3D投影成像设备、全息玻璃柜等，可根据用户使用需求使用场地进行定制。未来全息投影技术市场发展潜力将是无可估量的。 一、什么是全息投影全息投影技术是近些年来流行的一种高科技技术，它是采用一种国外进口的全息膜配合投影再加以影像内容来展示产品的一种推广手段。它提供了神奇的全息影像，可以在玻璃上或亚克力材料上成像。这种全新的互动展示技术将装饰性和实用性融为一体，在没有图像时完全透明，给使用者以全新的互动感受，成为当今一种最时尚的产品展示和市场推广手段。全息投影设备包括：全息投影仪，全息投影幕，全息投影膜，全息投影内容制作等。航天科工数字展示事业部提供3D全息投影成像系统项目策划、3D全息投影成像展示内容制作、 二、全息技术的原理全息投影技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。 其第一步是利用干涉原理记录物体光波信息，此即拍摄过程：被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束；另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片；其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息，这是成象过程：全息图犹如一个复杂的光栅，在相干激光照射下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象，即原始象（又称初始象）和共轭象。再现的图像立
物 理 小 论 文 程 秋 菊 计 科 B111
浅谈全息技术的发展及前景 摘要：全息技术也称全息照相、全息摄影等，是一种神奇的光信息记录技术。其原理可用八个字来概括“干涉记录，衍射再现”。扥问简单的介绍了全息技术的发展历程，特点，一些突破性的进展，和在现代生活中的应用，以及全息技术的前景。 关键词：全息技术、全息照相、全系信息储存、激光 1、引言 全息技术是一门正在蓬勃发展的光学分支，主要运营用了光学原理，是一种不用透镜，而用相干光干涉得到物体全部信息的二部成像技术。如果说全息技术在照相方面的应用与普通照相技术的最大区别，那就是全息技术能够利用激光的相干性原理，将物体对光的振幅和相位反射（或透镜）同时记录在感光板上，也就是把物体反射光的所有信息全部记录下来，并能够再现出立体的三维图像，儿是光波。全息技术近年来已渗透到社会生活的各个领域并被广泛的应用于近代科学研究和工业生产中，特别是在现代测试。生物工程、医学、艺术、商业、保安、及现代存储技术等方面已显示出特殊的优势。随着全息技术的快速发展，全息技术的产品正越来越走向市场、应用与现代生活中。 2、全息技术的发展简介 全息照相技术是1948年英国科学家丹尼斯伽伯为改善电子显微镜成像质量提出的重现波前的理论，并因此获得诺贝尔奖。但当时由于缺乏纯净的能够相互干涉的光，全息图的质量很差。知道十二年以后的1960年，激光器问世，美国密执安大学的埃梅蒂利斯与朱丽斯尤培妮克拍成了第一张全息照片，全息技术才有了蓬勃快速的发展。 全息技术的发展大约可分同轴全息术、离轴全息术、白光再现全息术、白光全息术等4个阶段。 同轴全息术是伽伯当时采用的技术，这一阶段主要是在1960年激光器出现之前，这种技术获得的物体再现像与照明光混在一起，不易观察。 1948年，伽伯为提高电子显微镜的分辨率，在布拉格的“x射线显微镜”、择尼克的相衬原理的启示下，提出了一种用光波记录物光波的振幅和相位的方法，并用实验证实了这一想法。为了进一步证实其原理，他先后采用了电子波与可见光进行了验证，并在可见光中得到了证实，同时制成了第一张全息图。从那时起至20世纪50年代末期，全息图都是用汞灯作为光源，而且是参考光与物光共轴的共轴全息即同轴全息图。它与4-1级衍射波是分不开的，这是全息术的萌芽时期。这个时期全息图存在2个严重问题，一个是再现的原始像与共轭像分不开；另一个是光源的相干性太差，因此在这10多年中，全息术进展缓慢。 离轴全息术是在激光器出现以后产生的用激光再现的全息术，其特点是获得的物体重现像与照明光分离，易于观察。 1960年激光的出现，提供了一种高相干度光源。1962年，美国科学家利斯和乌帕特尼科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，就是用立轴的参考光照射全息图，使全息图产生3个在空间相互分离的衍射分量，其中一个复制出原始物光。这样，同轴全息图两大难题宣告解决，产生了激光记录、激光再现的全息图。从而使全息术在沉睡了十几年之后得到了新生并进入了一个极为活跃的阶段。此后，又相继出现了多种全息方法，
全息照相实验报告 程子豪 2010035012 少年班01 一、实验目的： 1．了解全息照相记录和再现的基本原理和主要特点； 2．学习全息照相的操作技术； 3．观察和分析全息图的成像特性。 二、实验原理： 2.1全息照相原理的文字表述： 普通照相底片上所记录的图像只反映了物体上各点发光（辐射光或反射光）的强弱变化，显示的只是物体的二维平面像，丧失了物体的三维特征。全息照相则不同，它是借助于相干的参考光束和物光束相互干涉来记录物光振幅和相位的全部信息。这样的照相把物光束的振幅和相位两种信息全部记录下来，因而称为全息照相。 全息照相的基本原理早在1948年就由伽伯（D. Gabor）发现，但是由于受光源的限制（全息照相要求光源有很好的时间相干性和空间相干性），在激光出现以前，对全息技术的研究进展缓慢，在60年代激光出现以后，全息技术得到了迅速的发展。目前，全息技术在干涉计量、信息存储、光学滤波以及光学模拟计算等方面得到了越来越广泛的应用。伽伯也因此而获得了1971年度的诺贝尔物理学奖。 全息照相在记录物光的相位和强度分布时，利用了光的干涉。从光的干涉原理可知：当两束相干光波相遇，发生干涉叠加时，其合强度不仅依赖于每一束光各自的强度，同时也依赖于这两束光波之间的相位差。在全息照相中就是引进了一束与物光相干的参考光，使这两束光在感光底片处发生干涉叠加，感光底片将与物光有关的振幅和位相分别以干涉条纹的反差和条纹的间隔形式记录下来，经过适当的处理，便得到一张全息照片。 具体来说，全息照相包括以下两个过程： 1、波前的全息记录 利用干涉的方法记录物体散射的光波在某一个波前平面上的复振幅分布，这就是波前的全息记录。通过干涉方法能够把物体光波在某波前的位相分布转换成光强分布，从而被照相底片记录下来，因为我们知道，两个干涉光波的振幅比和位相差决定着干涉条纹的强度分布，所以在干涉条纹中就包含了物光波的振幅和位相信息。典型的全息记录过程是这样的：从激光器发出的相干光波被分束镜分成两束，一束经反射、扩束后照在被摄物体上，经物体的反射或透射的光再射到感光底片上，这束光称为物光波；另一束经反射、扩束后直接照射在感光底片上，这束光称为参考光波。由于这两束光是相干的，所以在感光底片上就形成并记录了明暗相间的干涉条纹。干涉条纹的形状和疏密反映了物光的位相分布的情况，而条纹明暗的反差反映了物光的振幅，感光底片上将物光的信息都记录下来了，经过显影、定影处理后，便形成与光栅相似结构的全息图—全息照片。所以全息图不是别的，正是参考光波和物光波干涉图样的记录。显然，全息照片本身和原来物体没有任何相似之处。 2、衍射再现 物光波前的再现利用了光波的衍射。用一束参考光（在大多数情况下是与记录全息图时用的参考光波完全相同）照射在全息图上，就好像在一块复杂光栅上发生衍射，在衍射光波中将包含有原来的物光波，因此当观察者迎着物光波方向观察时，便可看到物体的再现像。这是一个虚像，它具有原始物体的一切特征。此外还有一个实像，称为共轭像。应该指出，共轭波所形成的实像的三维结构与原物并不完全相似。
《光信息存储》期末论文题目全息投影技术的发展及应用前景班级光信1102班 姓名张林君 学号 20112830 完成日期 2013/12/12 成绩
全息投影技术的发展及应用前景 摘要：全息技术最早于1948年由斯盖伯（Dennis Gabor ）提出，经过研究发展，2003年首次成功应用于全息投影技术中。全息投影技术应时代而来，被广泛的应用于社会的各个方面，它对传统舞台声光电技术的颠覆，及其带给人们的虚实结合的梦幻立体感受，犹如 LED 显示屏在舞台的广泛应用一样，其也必将成为未来几年舞台的“新宠儿”，也具有划时代的意义。 关键词：全息投影发展史应用前景 一、全息技术的发展历史 全息影像是就是实现真实的三维图像的记录和再现，用户不需要佩戴带立体眼镜或其他任何的辅助设备，就可以在不同的角度裸眼观看影像。 1947年，匈牙利人丹尼斯盖博(Dennis Gabor)在研究电子显微镜的过程中，提出了全息摄影术(Holography)这样一种全新的成像概念。由于全息摄影术的发明，丹尼斯盖博在1971年获得了诺贝尔奖。 1962年，美国人雷斯和阿帕特尼克斯在基本全息术的基础上，将通信行业中“侧视雷达”理论应用在全息术上，发明了离轴全息技术，带动全息技术进入了全新的发展阶段。这一技术采用离轴光记录全息图像，然后利用离轴再现光得到三个空间相互分离的衍射分量，可以清晰的观察到所需的图像，有效克服了图成像质量差的问题。
1969年，本顿发明了彩虹全息术，能在白炽灯光下观察到明亮的立体成像。其基本特征是，在适当的位置加入一个一定宽度的狭缝，限制再现光波以降低像的色模糊，根据人眼水平排列的特性，牺牲垂直方向物体信息，保留水平方向物体信息，从而降低对光源的要求。 20世纪60年代末期，古德曼和劳伦斯等人提出了新的全息概念——数字全息技术，开创了精确全息技术的时代。到了90年代，随着高分辨率CCD的出现，人们开始用CCD等光敏电子元件代替传统的感光胶片或新型光敏等介质记录全息图，并用数字方式通过电脑模拟光学衍射来呈现影像，使得全息图的记录和再现真正实现了数字化。 2001年德国国家实验室首创研发了全息膜技术，使三维图像的再现成为可能。经过7年的发展，全息膜已经从第一代的1英寸栅格状网眼hoe全息单元升级到了如今的第四代0.2毫米97%透光度HoloPro全息膜。依靠这薄薄的透明膜，无论是T形台上的流光溢彩，还是舞台上虚幻影像，都可实现。全息膜的价格自然不菲，据介绍，透光率为70%的全息膜市场价都达到1800-2200元/平米。 360度幻影成像是全息投影目前最具魔幻效果的技术，由丹麦公司ViZoo在2006年研发出来。他们用全息膜搭建了一个倒金字塔形的三角漏斗几何模型，由四台投影机投射的视频图像，在漏斗里经过一系列的光学衍射后汇合成为全息图像，看起来就像有实物漂浮在空中。这一系统还可以配加触摸屏，现场观众可通过各种手势和动作，操纵3D产品模型进行旋转，或部件分解。这样，观众就能深入地了解展示的产品性能。因此，这个全息显示系统一经面世，就迅速成为
全息投影定义、原理及分类介绍 在科技快速发展的今天，人们对视觉要求越来越高，由此能实现裸眼立体3D 显示的全息投影技术的应用也是越来越多，在给人们带来新鲜有趣的视觉体验的同时，也为众多商家提供新的宣传营销方式，打开市场新大门。 全息投影技术在展览展示方式，采用全息投影技术的全息成像柜可以使立体影像不借助任何屏幕或介质而直接悬浮在设备外的自由空间，任意角度看都是三维影像展现。产品种类多样分有全息展示柜、180度全息展示柜、270度全息展示柜、360度全息展示柜、全息金字塔、大中小型全息金字塔定制、全息投影设备、3D投影成像设备、全息玻璃柜等，可根据用户使用需求使用场地进行定制。未来全息投影技术市场发展潜力将是无可估量的。 一、什么是全息投影全息投影技术是近些年来流行的一种高科技技术，它是采用一种国外进口的全息膜配合投影再加以影像内容来展示产品的一种推广手段。它提供了神奇的全息影像，可以在玻璃上或亚克力材料上成像。这种全新的互动展示技术将装饰性和实用性融为一体，在没有图像时完全透明，给使用者以全新的互动感受，成为当今一种最时尚的产品展示和市场推广手段。全息投影设备包括：全息投影仪，全息投影幕，全息投影膜，全息投影内容制作等。航天科工数字展示事业部提供3D全息投影成像系统项目策划、3D全息投影成像展示内容制作、 二、全息技术的原理全息投影技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。 其第一步是利用干涉原理记录物体光波信息，此即拍摄过程：被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束；另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片；其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息，这是成象过程：全息图犹如一个复杂的光栅，在相干激光照射下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象，即原始象（又称初始象）和共轭象。再现的图像立
物理与光电工程学院 光电信息技术实验报告 姓名：张皓景 学号：20111359069 班级：光信息科学与技术专业2011级2班实验名称：全息照相实验 任课教师：裴世鑫
一、实验目的 1．了解光学全息照相的基本原理及其主要特点。 2．学习全息照相的拍摄方法和实验技术。 3．了解全息照相再现物像的性质、观察方法。 二、实验仪器 三、实验装置示意图 5底片 图1 全息照相光路 四、实验原理 全息照相是一种二步成像的照相技术。第一步采用相干光照明，利用干涉原理，把物体
在感光材料（全息干版）处的光波波前纪录下来，称为全息图。第二步利用衍射原理，按一定条件用光照射全息图，原先被纪录的物体光波的波前，就会重新激活出来在全息图后继续传播，就像原物仍在原位发出的一样。需要注意的是我们看到的“物”并不是实际物体，而是与原物完全相同的一个三维像。 1．全息照相的纪录——光的干涉 由光的波动理论知道，光波是电磁波。一列单色波可表示为： 2cos(t )r x A πω?λ =+- （1） 式中，A 为振幅，ω 为圆频率，λ 为波长，φ 为波源的初相位。 一个实际物体发射或反射的光波比较复杂，但是一般可以看成是由许多不同频率的单色光波的叠加： 1 2cos(t )n i i i i i r x A πω?λ==+- ∑ （2） 因此，任何一定频率的光波都包含着振幅（A ）和位相（ωt+φ-2πr/λ）两大信息。 全息照相的一种实验装置的光路如图（1）所示。激光器射出的激光束通过分光板分成两束，一束经透镜扩束后照射到被摄物体上，再经物体表面反射(或透射)后照射到感光底片(全息干版)上，这部分光叫物光。另一束经反射镜改变光路，再由透镜扩大后直接投射到全息干版上，这部分光称为参考光。由于激光是相干光，物光和参考光在全息底片上叠加，形成干涉条纹。因为从被摄物体上各点反射出来的物光，在振幅上和相位上都不相同，所以底片上各处的干涉条纹也不相同。强度不同使条纹明暗程度不同，相位不同使条纹的密度、形状不同。因此，被摄物体反射光中的全部信息都以不同明暗程度和不同疏密分布的干涉条纹形式记录下来，经显影、定影等处理后，就得到一张全息照片。这种全息照片和普通照片截然不同，一般在全息照片上只有通过高倍显微镜才能看到明暗程度不同、疏密程度不同的干涉条纹。由于干涉条纹密度很高，所以要求记录介质有较高的分辨率，通常达1000 条线／毫米以上，故不能用普通照相底片拍摄全息图。 2．全息照相的再现——光的衍射 由于全息照相在感光板上纪录的不是被摄物的直接形象，而是复杂的干涉条纹，因此全息照片实际上相当于一个衍射光栅，物象再现的过程实际是光的衍射现象。要看到被摄物体的像，必须用一束同参考光的波长和传播方向完全相同的光束照射全息照片，这束光叫再现光。这样在原先拍摄时放置物体的方向上就能看到与原物形象完全一样的立体虚像。如图2 所示把拍摄好的全息底片放回原光路中，用参考光波照射全息片时，经过底片衍射后有三部分光波射出。 0 级衍射光——它是入射再现光波的衰减。 +1 级衍射光——它是发散光，将形成一个虚像。如果此光波被观察者的眼睛接收，就等于接收了原被摄物发出的光波，因而能看到原物体的再现像。
第五章 透镜及其应用 初二物理备课组
透镜及其应用单元简析 本章主要讲透镜的初步知识和透镜在日常生活中的应用.透镜是照相机、投影仪等光学仪器的最重要的组成部分，研究透镜对光的作用和凸透镜成像是本章的核心内容，本章所有内容都是围绕这个核心展开的。照相机、投影仪、放大镜和眼镜是日常生活中常用的光学仪器，学生应该对它们有一定的了解，这些知识对学生了解透镜成像规律的实际应用，感受“物理是有用的”，以及在情感态度与价值观方面的教育都是很有价值的。 本章先通过实验,让学生认识凸透镜和凹透镜以及凸透镜的会聚作用和凹 透镜的发散作用,然后介绍生活中常用的透镜,使学生在头脑中形成透镜及其成像的丰富、具体的感性认识，为探究凸透镜成像规律做准备，接着通过实验，探究凸透镜成像规律，从而进一步认识照相机、投影仪、放大镜的原理，最后通过对眼睛和眼镜，显微镜和望远镜的介绍，使学生进一步明确物理知识在日常生活及科学发展中的作用，从而增强学习物理知识的兴趣。 教学目标 1、知道凸透镜成像的规律,了解凸透镜成像规律的应用。 2、搞清照相机、投影仪、放大镜成像的基本原理。初步了解望远镜、显微镜的放大作用。 3、通过交流评价提高学生探究物理规律的能力，会应用图表法、控制变量法、图象法、猜想验证法等解决物理问题。 4、通过视力缺陷产生原因和矫正方法的复习，进行用眼卫生保护视力的情感教育。 5、在知识整合过程中，运用物理规律，拓展求同、求异思维，培养学生研究性学习的能力。 教学资源分析 1、本章结束，学生在知识方面已具有了透镜以及凸透镜成像结论的认识，并了解了凸透镜成像规律的几种应用，他们在实际生活中对照相机、投影仪、放大镜以及望远镜和显微镜有了一些感性的体验，初步了解了照相机、投影仪、放大镜成像的基本原理。 2、在能力方面学生经历了探究凸透镜成像规律的过程，具有一定的分析论证的能力。经过 前阶段的学习，虽然学生在不同章节运用过控制变量法、图表法、图象法、猜想验证法等解决物理问题，但综合能力有待于提高。 3、在器材使用方面，学生在物理实验中用过光具座，生物课上使用过光学显微镜，观察过人眼球的模型，在此基础上借助计算机课件模拟物理图景，采
全息技术的发展历史及 其应用前景 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
全息技术的发展历史及其应用前景 整理By：标准时间3 本文主要介绍全息技术的工作原理、发展历史及应用前景。 1.全息技术的工作原理 全息技术利用了光的干涉原理来记录物光波并利用光的衍射原理来再现物光波，因此其工作过程主要分为全息记录和全息图的再现。本文以激光全息照相为例说明其工作原理。 全息记录 全息记录利用了光的干涉原理，因此要求记录的光源必须是相干性能很好的激光。图1-1是拍摄全息照片的光路图。 由激光器发出的激光束，通过分束镜(Beam splitter)分成两束相干的透射光和反射光：一束光经反射镜Mirror1反射，扩束镜Lenses1扩束后照射到被拍摄物体上，再从物体投向照相底片(Film)上，这部分光称为物光（Object beam）。另一束光经反射镜Mirror2反射，扩束镜Lenses2扩束直接照射到底片上，称为参考光（Reference beam）。由于同一束激光分成的两束光具有高度的时间相干性和空间相干性，在照相底片上相遇后，形成干涉条纹。由于被摄物体发出的物光波是不规则的，这种复杂的物光光波是由无数的球面波叠加 图1-1 拍摄全息照片
而成的，因此，在全息底片上记录的干涉图样是一些无规则的干涉条纹，这就是全息图。 全息图的再现 全息图的物像再现过程就是光的衍射过程。一般采用拍摄时所用的激光作照明光，并以特定方向或与原参考光相同的方向照射全息图片，就能在全息图片的衍射光波中得到0级衍射光波和±1级衍射光波（如图1-2所示）。 图1-2中，把拍好的全息照片放回底片架上，遮挡住光路中的物光，移走光路中的被拍物体，只让参考光照在全息图片上。这样在拍摄物体方向可看到物的虚像，在全息照片另一侧有一个与虚像共轭的对称实像（不易观察到），这是最简单的再现方法。 2.全息技术的发展历史 全息照相技术是1948年英国科学家丹尼斯?伽伯(Dennis Gabor)为改善电子显微镜成像质量提出的重现波前的理论，并因此获得了诺贝尔奖。但当时由于缺乏纯净的能够相互干涉的光，全息图的质量很差。直到十二年以后的1960年，激光器问世，美国密执安大学的埃梅蒂?利斯与朱里斯?尤佩尼克拍成了第一张全息相片，全息技术才有了蓬勃快速的发展。 全息技术的发展大致可分同轴全息术、离轴全息术、白光再现全息术、白光全息术等4个阶段。 同轴全息技术 同轴全息术是伽伯当时采用的技术，这一阶段主要是在1960年激光器出现以前。这种技术获得的物体的再现像与照明光混在一起，不易观察。 1948年，伽伯为提高电子显微镜的分辨率，在布拉格的“x射线显微镜”、泽尼克的相衬原理的启示下，提出了一种用光波记录物光波的振幅和相位的方法，并用实验证实了这一想法。为了进一步证实其原理，他先后采用电子波与可见光进行了验证，并在可见光中得到了证实，同时制成了第1张全息图。从那时起至20世纪5O年代末期，全息图都是 图1-2 全息图的物象再现
全息照相实验报告 【实验目的】 1.了解全息照相的基本原理。 2.掌握全息照相以及底片的冲洗方法。 3.观察物象再现。 【实验仪器】 防震光学平台、氦氖激光器、高频滤波器)、扩束透镜(两个)、分束器、反射镜(两个)、全息Ⅰ型干版、显影液和定影液及暗房设备。 【实验原理】 全息照相与普通照相无论是在远离上还是在方发生都有本质的区别。普通照相是用几何光学的方法记录物体上各点的发光强度分部，得到的是二维平面像，像上各点的照度与物体上的各点发光强度一一对应。而全息照相的记录对象是整个物体发出的光波(即物体上各点发出的光波的叠加)，借助于参考光用干涉的方法记录这个物光波的振幅和位相(周相)分布，即记录下物光波与参考光波相干后的全部信息。此时，记录信息底片上得到的不是物体的像，而是细密的干涉条纹，就好像一个复杂无比的衍射光栅，必须经过适当的再照明，才能重建原来的无广播，从而再现物体的三维立体像。由于底片上任何一小部分都包含整个物体的信息，因此，只利用拍摄的全息底片的一小部分也能再现整个物像。 1.全息记录 全息照相的光路图如下图所示：
感光底板 用激光光源照射物体，物体因漫反射发出物光波。波场上没一点的振幅和相位都是空间坐标的函数。我们用O表示物光波没一点的复振幅与相位。用同一激光管员经分光板分出的另一部分光直接照射到地板上，这个光波称为参考光波，它的振幅和相位也是空间坐标的函数，其复振幅和位相用R表示，草考光通常为平面或球面波。这样在记录信息的底板上的总光场是物光与参考光的叠加。叠加后的复振幅为O+R，如图从而底板上各点的发光强度分布为 I(OR)(O*R*)OO*RR*OR*O*RIOIROR*O*R (式1) 式子中，O*与R*分别是O和R的共轭量;I。，IR分别为物光波和参考光波独立照射底版时的放光强度。 2.物相再现 3.底板经过曝光冲洗后，形成各处透光率不同的全息照片，它相当于一个复杂的光栅。一般来说，光透过这样的全息照片时，振幅以及位相都要发生变化。如果令 t=透过光的复振幅/入射光的复振幅(式2) 则复振幅透过率t一般为复数。但对于平面吸收型全息照片t为实数。如果曝光及冲洗合适，可使得 tt0KI (式3)
人教版八年级物理上册 第三章 透镜及其应用 [学情分析] 这节复习课教学过程中要注意发挥学生的主体性、独特性、协作性，同时加强教师的主导作用。想突出物理教学与信息技术的整合及个性化学习。 [教学三维目标] （一）知识与技能 （1）通过对本章节知识结构的总结，分析和评价，使学生对本章节的内容有比较全面的了解 （2）进一步的理解凸透镜成像规律及其在生活中的应用 （二）过程与方法 （1）通过对知识结构的观察和分析，并自行得出评价标准，提高了学生的观察能力，和对信息进行分析、整理、加工、应用的能力。 （2）根据观察结果，进行分析，提出有针对性的建议和意见。 （3）通过对成像规律的分析，尝试解决生活中的一些实际问题。 （三）情感态度与价值观 （1）通过对成像规律的应用，乐于将所学的物理知识应用到自然现象和日常生活中，去探索其中的奥妙。 （2）通过课外知识的引导，领略自然现象的美妙。 [教学重难点] 1．理解凸透镜成像规律及其在生活中的应用 [教学流程] 1、透镜 （1）名词：薄透镜：透镜的厚度远小于球面的半径。 主光轴：通过两个球面球心的直线。 光心：（O ）即薄透镜的中心。性质：通过光心的光线传播方向不改变。 焦点（F ）：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫焦 点。 焦距（f ）：焦点到凸透镜光心的距离。 （2） 典型光路 2、凸透镜成像规律及其应用 （1）实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。 F F F F
若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蜡烛在焦点以内；②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。 （2）实验结论：（凸透镜成像规律） 物距 像的性质 像距应用倒、正放、缩虚、实 u>2f 倒立缩小实像f 全息技术在显示领域的应用与发展前景 摘要：全息显示技术突破了传统声、光、电局限，将美轮美奂的画面带到观众面前，给人一种虚拟与现实并存的双重世界感觉。本文将从全息显示的理论基础、现代显示技术的全息应用以及全息显示的发展潜力与趋势三个方面来探讨全息显示。未来全息显示技术市场发展潜力将是无可估量的。 关键词：全息技术3D投影全息照相全息印刷 Holographic T echnology in the Application of the Display and Development Prospects Abstract：Holographic display technology breaks through the traditional limitations of sound, light, electricity,and will bring magnificent picture to the audience, give us a kind of virtual reality coexist with the double world feel. This text will discuss holographic display from three aspects that the holographic display theory basis, modern display technology of holographic application and holographic display development potential and trend in this show. The development potential of future holographic technology market will be invaluable. Keywords：Holographic 3D projection hologram Holographic Printing 引言： 全息技术其实就是实现真实的三维图像的记录和再现。记录的难题早在1947 年就被攻克。伦敦大学帝国理工学院的丹尼斯?伽伯博士发明了全息立体摄像，并因此获得1971年的诺贝尔物理学奖。一般的三维图只是在二维的平面上通过构图及色彩明暗变化实现人眼的三维感觉，而全息立体摄影产生的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，能提供“视差”。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——如同有个真实的物体在那里一样。 经过近十几年的发展，全息技术在实际中的应用已相当广泛。目前，计算全息的主要应用范围是：二维和三维物体像的显示；此外，在安全方面也有独特的优点。随着大容量、高速度计算机的不断出现，以及激光扫描器、电子束、粒子束等成像技术的发展，计算全息必将显示更大的优越性，展宽更多的应用领域。全息技术的产品正越来越多地走向市场，而且这种新技术正以极大的魅力吸引着众多的科技人员致力研究, 其发展前景无限美好。 光学全息照相应用及发展 摘要：全息照相是应用光的干涉来实现的，它用激光作光源，通过全息记录和再现过程实现，全息照相较之普通照相有许多优点，它既记录光波的振幅，又记录位相的全部信息。所以全息照相技术有重要的实际应用。本文主要介绍全息照相的原理，以及相关的应用和发展。 一、全息照相概述 所谓全息照片就是一种记录被摄物体反射（或透射）光波中全部信息的先进照相技术。全息照片不用一般的照相机，而要用一台激光器。激光束用分光镜一分为二，其中一束照到被拍摄的景物上。另一束直接照到感光胶片即全息干板上。当光束被物体反射后，其反射光束也照射在胶片上，就完成了全息照相的摄制过程。 二、全息照相的拍摄原理 拍摄全息照片的基本光路大致如图。 激光光源（波长为 λ ）的光分成两部分：直接照射到 底片上的叫参考光；另一部分经物体表面散射的光也照射到 照相底片，称为物光。参考光和物光在底片上各处相遇时将 发生干涉，底片记录的即是各干涉条纹叠加后的图像。 关于强度：显然参考光各处的强度是一样的，但由于物 体表面的反射率不同，所以物光的强度各处不同。因此，参 考光和物光叠加干涉时形成的干涉条纹各处浓淡也就不同。 关于相位：如图，设O 为物体上某一发光点。 设参考光在a 处的波动方程为：)cos(0?ω+=t A y π ??πλπδπ ??πλπδλπ??δλπ?ω?ω???2/)2(22/])12[()12(/2) /2cos(: ) cos(010110111---1+==++=+=+=-+=+=k r k k r k r r t A y a t A y O 处为明条纹，解得 处为暗条纹，解得 由干涉知： ：参考光与物光的相位差点处的波动方程为 物光在点处的波动方程为： 物光在 设a 、b 为相邻的两暗纹,由干涉知：a 、b 两处的物光与参考光必须都反相.因为a b 两处的参考光相同,所以其物光的波程差为λ。由几何关系知： １引言 我们看到的世界是三维的、彩色的，这是因为每个物体发射的光被人眼接受时，光的强弱、射向和距离、颜色都不同。从波动光学的观点看，是由于各物体发射的特定的光波不同，光的特征主要取决于光波的振幅、相位、和波长。如果能看到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三维像，这就是全息术。全息术诞生到现在60年来取得了很大的进展，已经被广泛应用于近代科学研究和工业生产中。 1948年，丹尼斯·盖伯提出一种记录光波振幅和相位的方法，随后用实验验证了这一想法，即全息术，并制成世界上第一张全息图。全息术在刚开始的十多年中进展缓慢，直到激光的出现使得全息术获得巨大进展。总结全息照相的发展，可以分为四个阶段：第一阶段是用水银灯记录同轴全息图，这时是全息照相的萌芽时期，主要原因是没有好的相干光源，再现像和共轭像不能分离；第二阶段是用激光记录、激光再现的全息照相，能够把原始像和共轭像分离；第三阶段是激光记录、白光再现的全息照相，主要有反射全息、象全息、彩虹全息及合全息；第四阶段是当前所致力的方向，就是白光记录全息图。[1] 2 全息照相的原理 全息照相是一种二步成像的照相技术，它利用物光和参考光在感光胶片上进行干涉叠加形成全息照片，在运用衍射原理使之再现，因此全息照相的过程包括全息记录和全息再现两个过程。 2.1 全息记录 2-1图 全息记录 如图1所示，激光器射出的激光束通过分束镜分成两束，一束光经扩束镜扩束后直接投摄到感光底片上，这束光称为参考光，另一束光经反射镜反射及扩束镜扩束后射到被摄物体上，在经过物体反射到感光板上，这束光称为物光。两束光将在感光板上产生干涉，形成干涉条纹。设 物光波：()()()1,00,=A ,i x y U x y x y e ?-?% 参考光波：()()()2,,=A ,i x y R R U x y x y e ?-?% 式中012,,,R A A ??分别为物光波参考光波的振幅和初相位。当两束光波发生干涉，其合成光波为： 全息投影技术的应用分析 发表时间：2019-09-20T11:31:34.663Z 来源：《建筑细部》2019年第4期作者：吴付军 [导读] 随着时代的发展，科技的进步，数字化时代已经来临，他它给多媒体投影技术提供了新的发展平台，促进了设计理念的更新和发展。 吴付军 广州达森灯光股份有限公司 510880 摘要：随着时代的发展，科技的进步，数字化时代已经来临，他它给多媒体投影技术提供了新的发展平台，促进了设计理念的更新和发展。全息投影技术是当前最流行的高科技，他已经从银幕走向了人类生活的现实，以丰富多彩的表现形式和真实的感受带给人全新的视觉体验，使得信息传达更加高效。本文将试图从全息投影的技术的基本概念和特点出发，研究其在不同场合中的应用，描述其发展前景，以供参考。 关键词：全息；投影技术；应用 引言 技术的进步带来人消费的狂热，技术的拓展需要向大众传播这一门广范围广泛，应用性很强的综合性学科，全息投影技术的设计和创新应该与时代步伐保持一致。当前处于信息爆炸的时代，越来越多的人参与互动和设计，传统的静物陈列，图文展示的方式已经无法满足人们的文化需求，所以多媒体投影技术被广泛的应用起来，并且向虚拟化场景化的方向发展。信息的获取变了更加主动多样，观众可以在可操纵的环境中产生互动，真正的融入环境，有一种沉浸投入感。 一、全息投影技术的基本概念 全息投影技术也称虚拟成像技术，是利用衍射原理，记录并再现物体图像的技术，它的本质是全息投影技术的立体展示，一般人用眼睛直接看全息摄影拍摄的底片，只能看到干涉条纹，但是在激光的照射下能通过图片看到被拍对象的三维立体图像，所以观众不需要再借助3D眼镜，就可以任意的观看虚拟的立体影像。 全息投影技术概念最早产生于英国物理学家丹尼斯，随着时代的发展，科技的进步，相继又出现了很多新的技术，并且广泛应用于科学工程等各个领域中，一般可分为空气投影技术，激光束投影技术，360度全息投影技术等等。 二、全息投影技术的特点 （1）互动性强。传统的展示设计局限于空间和内容，信息的传达和获取往往被人们忽视掉，只关注传播的形式去了，如今展示设计在全息投影技术的支持下，将静态物品转变为动态的，从单方面的展示变成与观众产生互动的展示。这一转变，从根本上改变了单向传播的模式，充分体现了以人为本的理念将人放在主体地位上，并激发其主动性和创造性。在触摸屏，红外线肢体动作捕捉，声音控制等各项技术的支持下，观众与虚拟影像实现互动，从而达到了传递信息的高效性，准确性的目的。 （2）沉浸性强。全息投影技术给人创造出一种亦真亦幻的效果，将人带到一个特定的，逼近真实的情境中，给人以空间感和透视感，结合音乐，灯光等要素的影响，观众会不自觉的沉浸在虚拟的情境中，从而达到调动各种感官的效果，具有真实性。 （3）即时性。全息投影技术是在特定的时间和开放的地点进行的，它必须依赖于一定的时空条件，所以它具有即时性的特点，随着展示的结束，留下的仅仅是给予观众的感官体验，并没有真实性。所以在预设的有限时间内，展示存在时的影像，要将图片资料等记载下来。 （4）技术性强。全息投影具有很强的技术性要求，涉及到了很多摄影技术，计算机的变换算法，光学，材料学等。他它是多个技术综合应用的过程。在实际应用中，还需要搭配传感技术，触摸控制技术，声控等各种技术，才能够实现视觉效果和互动体验的完美结合。 三、全息投影技术的实际应用 （1）文化教育类 在文化教育的展示中，需要对文化进行传播以达到教育的目的，文化本身是一种文化历史现象，凝结在物质之中，但是需要一定的物质载体，全息投影技术可以突破展示空间和时间，用动态的故事性的投影技术，将历史文化，社会背景展示出来，并使观众参与其中，寓教于乐。 （2）舞台表演类 全息投影技术应用在舞台表演中已经有了，今天一夜呢，2010年日本一个公司采用此技术举办的虚拟的演唱会，现场效果震撼人心，引起了观众热烈反响。在我国也有很多大型的活动和演出采用了虚拟成像技术，与现实中的人物产生互动，从而将现场的气氛推向高潮。包括中央电视台在世界杯的直播中也采用了此技术，不断切换的视角和纵深的变化，引起观众强烈的反响。哦，相比传统的舞台设计来说，新媒体技术对空间的要求大大降低，从而轻松实现了多种效果的变化，节省了一定的人力和物力。 （3）游戏体验类 当前的虚拟成像技术已经越来越多的走向现实生活，在商场和其他游戏场地，都能够看到此技术，给消费者带来全新的体验。比如虚拟驾驶可以用全息投影技术在室内模拟不同的驾驶环境，从而建立一个互动体验的，真实的效果。还有的利用虚拟成像技术，使人置身于险恶的环境中，通过不断的克服困难，从而获得优越感以及战胜困难的信心。 （4）商业销售类 全息投影技术应用在商业销售类，能够更好的展示产品，从而帮助销售目标的达成。它是一种动态的陈列方式，交互性缩短了消费者与产品之间的距离，体验产品的功能和特点，从而增加了产品的附加值，刺激消费行为，带来一定的经济效益。比如奥迪汽车在新品发布会上都使用了全息投影技术，使新车在不断变换的场景中，引擎不断轰鸣的引擎声，刺激了人们的听觉神经，使人仿佛置身与激流勇进之中，迷幻的效果让观众有了全新的体验，从而焕发起购买新车的欲望。还有的将此系统技术应用在房地产，房地产行业可以利用此技术进行沙盘展示，样板间的展示，结构图展示等。房地产行业普遍以三维的效果图，样板间模型和实地参观考察来向客户展示，但这些都是不全息技术在显示领域的应用与发展前景
光学全息照相应用及发展
全息照相原理及应用
全息投影技术的应用分析
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