全息�(shù)是研究如何記錄和重現(xiàn)物波波前的全部信� ( 振幅 和位�) 的一門�(xué)�,是利用干涉和衍射原理將物體�(fā)出的特定光波以干涉條紋的形式記錄下來, 使物光波前的全部信息都存�(chǔ)在記錄介�(zhì)中。全息術(shù)在信息處理與存儲(chǔ)� 干涉記錄及全息顯示方面有廣泛的應(yīng)用�
全息�(shù)是利用干涉原�, 將物體發(fā)出的特定光波以干涉條 紋的形式記錄下來, 使物光波前的全部信息都存�(chǔ)在記錄介�(zhì) �, 故所記錄的干涉條紋圖樣被稱為 “全息圖”當(dāng)用光波照射全 � 息圖�(shí), 由于衍射原理能重�(xiàn)出原始物光波, 從而形成與原物� 逼真的三維像�
全息�(shù)具有以下突出的特�(diǎn)和優(yōu)�(diǎn):
( 1) 三維立體性——全息照相再�(xiàn)的像是三維立體的, 具有 如同觀看真�(shí)物體一樣的立體�, 這一性質(zhì)與現(xiàn)有的用偏振鏡 觀看的立體電影有著本質(zhì)的區(qū)��
( 2) 可分割性—� 全息照片的碎片仍舊能反映出整�(gè)物體 的像�, 不會(huì)因照片的破碎而失去像的完整性�
( 3) 信息容量大—� 體全息存�(chǔ)的理論存�(chǔ)容量上限� 1 3 [1 ] ( Κ為記錄光波長(zhǎng)) , �(yuǎn)大于磁盤和光盤的存儲(chǔ)容量�
過近十幾年的�(fā)�, 全息�(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用已相當(dāng)廣泛� 下面就應(yīng)用的主要方面�(jìn)行介�:
( 一) 模壓全息技�(shù) 模壓全息技�(shù)是把全息和電�� 壓印等技�(shù)�(jié)合起來的一 種技�(shù), 它使全息技�(shù)沖破�(shí)�(yàn)室的束縛�(shí)�(xiàn)市場(chǎng)�� 這種模壓 全息技�(shù)可以象印刷一樣大批量快�?gòu)?fù)�, 又可以和其他印刷 �(shù)�(jié)合使�, 且價(jià)格低�, 被稱� 21 世紀(jì)的印刷術(shù)� � 。由于全� 圖的制作工藝�(fù)�, 技�(shù)難度�, 再加上在拍攝過程�, 可以� 上編碼技�(shù)�(jìn)行加密處�, 所以模壓全息技�(shù)已作為一種行� 有效的防偽手段越來越廣泛的用于商品包�� 信用卡� 鈔票等的 防偽�� 此外, 由于激光全息圖的色彩神奇� 圖像逼真, 在藝�(shù)� 裝飾等方面也頗受青睞�
( �) 全息干涉�(jì)� 用全息干涉的方法�(jìn)行精密測(cè)�, 稱為全息干涉�(jì)�, 是目 前全息應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一� 干涉�(jì)量的基礎(chǔ)是波前比�� � 息術(shù)是能記錄和再�(xiàn)波前的技�(shù), 這使我們有可能用嚴(yán)� �(biāo)�(zhǔn)波前與一�(gè)編寫物體�(chǎn)生的波前相比較而實(shí)�(xiàn)干涉�(jì)量� 由于�(biāo)�(zhǔn)波前和變形波前是通過同一光路來產(chǎn)生的, 因而可� 消除系統(tǒng)誤差, 這樣�(duì)光學(xué)元件的精度要求可以降�, 這是其它 干涉�(jì)量方法不容易做到�� 目前, 全息干涉�(jì)量分析在無損� �(yàn)� 振動(dòng)分析� 微應(yīng)力應(yīng)變測(cè)�� 形狀和等高線的檢�(cè)等領(lǐng)域中 已得到廣泛的�(yīng)��
( �) �(jì)算全息的�(yīng)� 將計(jì)算機(jī)技�(shù)和全息技�(shù)相結(jié)�, 稱為�(jì)算全息� �(jì)算全� 不僅可以全面記錄光波的振幅和位相, 而且能綜合復(fù)雜的, 或� 世間不存在的物體的全息圖 ( 只要知道該物體的�(shù)�(xué)表達(dá)式即 �) , 在低噪聲� 高重�(fù)率等方面也遠(yuǎn)�(yuǎn)�(yōu)于光�(xué)全息, 因而具� �(dú)特的�(yōu)�(diǎn)和極大的靈活�� 例如在工程設(shè)�(jì)�, 為避免制作復(fù) 雜模�, 只需將設(shè)�(jì)�(shù)�(jù)輸入�(jì)算機(jī), 制作�(jì)算全息圖, 就可� 示出三維立體像來� 目前, �(jì)算全息的主要�(yīng)用范圍是: 二維� 三維物體像的顯示; 制作各種空間濾波�; �(chǎn)生特定波面用于全 息干涉計(jì)�; �(jì)算全息掃描器等等� 此外, �(jì)算全息在安全方面 也有�(dú)特的�(yōu)�(diǎn)� 例如, 將要加密的圖像信息根�(jù)干涉原理隨機(jī) 分解成兩部分, 分別記錄在兩張計(jì)算全息圖上� �(dāng)兩張全息圖對(duì) �(zhǔn)合在一起照明再�(xiàn)�(shí), 才可以再�(xiàn)出原來的信息, 只有同時(shí)� 有這兩張配�(duì)的全息圖才可解出原來的信�, 因而用于圖像信 息加密時(shí), 具有很高的安全�� 隨著大容�� 高速度�(jì)算機(jī)的不 斷出�(xiàn), 以及激光掃描器� 電子�� 粒子束等成像技�(shù)的發(fā)�, �(jì) 算全息必將顯示更大的�(yōu)越�, 展寬更多的應(yīng)用領(lǐng)域�
從全息術(shù)的原理和特點(diǎn)可以看出, 全息�(shù)由于有著�(dú)特的 �(yōu)�(diǎn), 可能在未來社�(huì)�(jīng)�(jì)� 生活� 通信� �(guó)防等各�(gè)�(lǐng)域成為不 可或缺的重要組成部分� 在不久的將來, 不僅以上提到的現(xiàn)階段 的各種應(yīng)用會(huì)�(jìn)一步的提高和完�, 并且以下�(shè)想也將有可能 成為�(xiàn)�(shí)�
( 一) 立體電影� 電視等全息顯示的普及
目前所看的立體電影, 是利用偏振原理拍攝的, 觀看時(shí)需� 上令人不舒服的分辨率不高的偏振鏡, 并且由于這種眼鏡容易 使人感到疲勞和頭�, 不便�(zhǎng)�(shí)間觀�, 更不利于老人和兒�, 因此這種立體電影并沒有得到普�� 而全息立體電影是利用� 全息的角度選擇性和顏色選擇�, 可以在一�?bào)w全息圖中存儲(chǔ) 許多圖像信息, 再現(xiàn)�(shí), 只需將全息照片放在激光光束中�(zhuǎn)�(dòng), 就能在照片的后面看到活動(dòng)的立體景�� 假如把全息圖記錄� 電視攝像�(jī)的感光面�, 然后電視�(tái)把信息號(hào)�(fā)射出�, �(dāng)電視 接收了這些信號(hào), 并用激光照明時(shí), 就能再現(xiàn)所攝的景象, 這就 是全息立體電視� 觀看這種影視�(shí), 眼睛就像�(xiàn)在看普通數(shù)� 電視一樣輕�, 但景象卻有了立體�� 雖然目前全息圖像傳輸僅能做到靜止畫面?zhèn)�?, 但隨著相�(guān)技�(shù)的逐漸完善, 全息立體 影視最終會(huì)走向千家萬戶�
( �) 光全息存�(chǔ)器有望代替現(xiàn)有存�(chǔ)�
與已�(jīng)成熟的磁性存�(chǔ)技�(shù)和光盤存�(chǔ)技�(shù)相比, 全息� �(chǔ)有以下特�(diǎn)和優(yōu)�(diǎn): 高冗余度� 高存�(chǔ)容量� 高的�(shù)�(jù)傳輸� 率和很快的存取時(shí)間即可�(jìn)行并行內(nèi)容尋址�。目�, 大容�� 體全息存�(chǔ)的研究正在高�� 隨著�(shù)字電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)�(yùn)� 能力和性能的提�, �(shù)字化信息�(lǐng)域不斷擴(kuò)�, 全息有望在未� 的數(shù)�?jǐn)?shù)�(jù)存儲(chǔ)�(lǐng)域發(fā)揮巨大作�, 代替�(xiàn)有的磁盤� 光盤等存 �(chǔ)�(shè)�� 例如, 日本O PTW A R E 公司�(zhǔn)備在今年上市的全息� 用光� (HVD , Ho lograp h ic V ersa tile D isc ) , 理論�, � DVD � � 尺寸� HVD 可記� 319TB 的數(shù)�(jù), 傳輸率也可達(dá)� 1Gbp s, 相當(dāng)于數(shù)�?gòu)圖VD 的容�, 傳輸速度也比 DVD 快幾� 倍� 并且, 由于不可物理�(fù)�, 所以在安全性方面也擁有出色� 表現(xiàn)� 此外, 再加上計(jì)算全息的�(jìn)一步發(fā)�, 光全息完全可以滿 足人�?cè)谥T如虛擬現(xiàn)�(shí)� �(wǎng)�(luò)�(jì)算機(jī)� �(fù)雜多媒體文檔� 視頻� �(wù)�� 圖象�(shù)�(jù)�(kù)和航空航天領(lǐng)域等�(yīng)用中的數(shù)�(jù)存儲(chǔ)的需��
( �) 全息顯微技�(shù)
這些全息�(shù)還可用于通訊� �(dǎo)航� 定位� 檢測(cè)等軍事系�(tǒng), � 高行�(dòng)的精確性和靈敏性� 以上�(shè)想并非空�, �?yàn)�?shí)際上, 利思和烏帕特尼克斯的離 軸全息概念就是來自微波領(lǐng)域的旁視雷達(dá)——微波全息圖� � 如蓋伯在他榮獲諾貝爾�(jiǎng)�(shí)的演講中所指出�, 利思在雷達(dá)� 用的電磁波長(zhǎng)比光波長(zhǎng) 10 萬�, 而蓋伯本人在電子顯微鏡中所 用的電子波長(zhǎng)又比光波�10 萬�� 他們分別在相差1010 倍波�(zhǎng)的兩�(gè)方向上發(fā)展了全息照相�(shù) , 這說明科�(xué)的發(fā)展總是相 互滲�, 相互影響�� 因此, 從長(zhǎng)�(yuǎn)來看, 全息技�(shù)今后所帶來� 技�(shù)�(fā)展與�(yīng)用是無法估量的�
維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��
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