如果你带着钱、驾驶执照或信用卡,你就带着全息图到处走。Visa卡上的鸽子全息图可能是最常见的。当你倾斜卡片时,彩虹色的鸟会改变颜色并移动。与传统照片中的鸟不同,全息鸟是一种三维图像。全息图是由激光光束的干涉形成的。
全息图是用激光制作的,因为激光是“相干的”。这意味着激光的所有光子具有完全相同的频率和相位差。分裂一束激光产生两束彼此颜色相同(单色)的光束。相比之下,普通白光由许多不同频率的光组成。当白光衍射时,频率分裂形成彩虹。
在传统摄影中,物体反射的光照射到一片胶片上,胶片上含有一种与光发生反应的化学物质(即溴化银)。这将产生主体的二维表示。全息图形成三维图像是因为记录了光干涉图案,而不仅仅是反射光。为了实现这一点,激光束被分成两束,通过透镜使其膨胀。一束光束(参考光束)被引导到高对比度胶片上。另一个光束对准对象(对象光束)。来自物体光束的光被全息图的主体散射。一些散射光射向照相胶片。来自目标光束的散射光与参考光束的相位不一致,因此当两个光束相互作用时,它们形成干涉图样。
胶片记录的干涉图案编码为三维图案,因为物体上任何点的距离都会影响散射光的相位。然而,全息图的“三维”显示方式是有限的。这是因为对象光束仅从一个方向击中其目标。换句话说,全息图仅显示从物体光束角度的透视图。所以,当全息图根据视角变化时,你看不到物体的后面。
全息图图像是一种干涉图案,除非在正确的照明下观看,否则看起来像随机噪声。当全息板被用来记录的激光束照亮时,奇迹就发生了。如果使用不同的激光频率或其他类型的光,重建图像将与原始图像不完全匹配。然而,最常见的全息图是在白光下可见的。这些是反射型体全息图和彩虹全息图。可以在普通光下观看的全息图需要特殊处理。在彩虹全息图的情况下,使用水平狭缝复制标准透射全息图。这会在一个方向上保持视差(因此透视图可以移动),但会在另一个方向上产生颜色偏移。
1971年的诺贝尔物理学奖授予匈牙利英国科学家丹尼斯·加博,“因为他发明和发展了全息方法”。最初,全息术是一种用于改进电子显微镜的技术。光学全息术直到1960年激光发明后才开始流行。虽然全息图在艺术上立即流行,但光学全息术的实际应用一直滞后到20世纪80年代。今天,全息图被用于数据存储、光通信、工程和显微镜中的干涉测量、安全和全息扫描。
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