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全息术:正确概念与错误表述
来源: | 作者:4SHQ | 发布时间: 744天前 | 2198 次浏览 | 分享到:


其实,数字全息术可能近期是发展最快的全息术类型,每年有100多篇新成果发表。这可能是由于数字全息不需要昂贵的激光器、光学设备,所需要的只是一台相对便宜的计算机。该技术使得全息计算的速度和成本比任何人想象的都要低。在科学和医学领域,数字全息术正在彻底改变显微镜。



图3:数字全息术的记录与重建过程



全息术的一般且全面的定义


目前全息术的类型很多,为了找到一个正确的且可用的最佳定义,James D. Trolinger广泛征求了很多同行的意见。在这些意见中,几乎每个人都有自己不同的定义,虽然很多都有失偏颇或不够全面,具有很大的局限性,但大多数的意见都被作者采纳并汇总在这篇文章中。从这些五花八门的定义中可以看出,目前想要在领域内对全息术的最佳定义达成一个普遍的共识是一个巨大的挑战。近期James D. Trolinger还参加了一个全息领域内专家的研讨会,依旧难以得出全息术统一的定义。



即便如此,James D. Trolinger认为,如果存在一个正确的且可用的全息术的最佳定义,那么这个定义应该包含以下几种特征:


  1. 全息术包含记录和重建两个过程,其中记录过程能够捕获并保存某种波(包括光波、声波、雷达波、微波和x射线波)所需的所有信息(例如振幅和相位),重建过程能够准确复制并重构原始波的传播。

  2. 当一个物体的图像是利用全息术重建出来时,它看起来是具有3D效果的。此外,如果这个物体本身具有一定的深度,那么我们可以观察到它的图像的侧面,且图像存在视差。

  3. 全息术并不仅仅适用于存储和显示3D图像。

  4. 全息术本身并不是图像,图像也不是全息图。

  5. 时变波的实时全息术可以对变化的波或者共轭波进行连续的记录和重建。

  6. 并非所有的全息术都是记录在照片或者感光材料上。

  7. 全息术的记录材料并不受限,许多不同的材料都可以使记录的信息储存足够长的时间。只要可以通过这种材料记录并重建出原始波,都可以作为全息术的记录材料。

  8. 在数字全息术中,全息记录过程可以在计算机中创建、存储、处理和分析,而不需要使用激光和光学平台。

  9. 在数字全息术中,波阵面可以在计算机中重建、聚焦、滤波、投影以及数值干涉,就仿佛波阵面在物理空间中传播一样。

  10. 全息术中记录的信息可以存储在一个表面,或者是有体积的记录材料,甚至是计算机中。

  11. 全息面可以存在于空气/气体中(在物理学中也称为四波混合)。

  12. 全息光学元件(Holographic optical elements, HOE)可以替代并实现很多类型的光学元件功能,例如透镜、反射镜和分束镜等。

  13. 全息术可以不使用激光、相干光甚至是任何类型的波来实现。(例如浮雕、蚀刻、计算全息和数字全息)

  14. 相位共轭镜(Phase conjugate mirror)(名词解释>)也是一种全息术。

  15. 全息术并不是一定要显示3D图像,利用其它光学技术同样可以显示3D图像和效果。

  16. 全息术应用范围很广,在以下所列出的场景中都可以应用:3D显示、信息安全领域(信用卡、货币、护照、邮票、门票、文档等)、广告宣传、肖像画、艺术、干涉学、测量、信息处理(存储、归档和检索)、光学元件、可视化雷达、声呐、超声波、激光雷达、磁共振成像、计算机辅助断层扫描和3D扫描、压印母版、像差矫正。