全息技术的应用分析

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1、学号20085040151本科毕业论文学院物理电子工程学院专业物理学年级2008级姓名关延杭设计题目全息技术的应用分析指导教师王栋臣职称副教授2012年4月25日14目录摘要1Abstract1引言11全息技术的发展12全息技术的原理22.1全息照相和普通照相22.2全息技术方法原理23全息技术的应用43.1全息显示和全息电影43.2全息干涉计量63.3全息复制技术83.4全息存储技术93.5全息光学元件103.6全息技术在医学上的应用113.7全息技术在军事上的应用124结论12参考文献13致谢1414全息技术的应用分析学生姓名：关延杭学号：200850401

2、51学　　院：物理电子工程学院　专业：物理学指导教师：王栋臣职称：副教授摘要：激光出现之后，全息技术得到了迅猛的发展。本文简单介绍了全息技术的发展及其原理，接着着重分析了全息技术在彩色显示、干涉计量、复制、存储、光学元件、医学等领域的重要应用，另外就全息技术未来的应用作出展望。关键词：全息干涉计量；全息复制；全息存储；全息光学元件HolographyTechnologyApplicationAnalysisAbstract:Afterlaserappeared,holographytechnologyhasbeenobtainingswiftdevelopmen

3、t.Inthispaper,holographytechnologydevelopmentandapplicationweremadeabriefintroduction.Then,itfocusesontheimportantapplicationofholographytechnologyinsuchareasascolordisplay,interferometry,replication,memory,opticalelement,andmedicine.Keywords:Holographyinterferometry;Holographyreplic

4、ation;Holographymemory;Holographyopticalelement引言全息术是利用光的干涉和衍射原理，将物体发射的特定光波以干涉条纹的形式记录下来，并在一定条件下衍射再现，形成原物的三维像。由于记录的是物体的全部信息（振幅和相位），故称全息术或全息照相。本文简述了全息技术的发展、原理，并着重对全息技术在各个领域内的应用作出分析。1全息技术的发展1948年，英籍物理学家伽博（Gabor）首先提出了全息学原理，从而为全息术的诞生奠定了理论基础。1960年出现激光以后，全息技术得到了迅猛的发展。在科学研究、工业生产、医学、艺术等许多领域中获

5、得广泛应用，伽博也因此获得了1971年诺贝尔物理学奖[1]。全息术的发展至今已经历三个阶段：第一阶段是全息术的初始阶段，这一阶段主要是理论研究和少量的实验。第二阶段是在激光出现以后，用激光记录并以激光再现14的时期。20世纪80年代以后至今是全息术发展的第三阶段，这个阶段是进行激光记录而用白光再现的研究，如反射全息、像全息、彩虹全息、模压全息及合成全息等。这期间，S.A.Benton彩虹全息术的发明揭开了显示全息图的应用序幕。全息技术的应用翻开新的篇章。2全息技术的原理2.1全息照相和普通照相全息照相和普通照相在原理和方法上都有本质的差别[2]。普通照相是以几何

6、光学原理为基础，利用透镜成像来记录各点的光强分布，所成像为二维平面图像，物象间关系是点点对应的，只要底片破损就不能重现图像。而且普通照相对外界环境要求不高，一般条件都能满足。全息照相则不同，它以光的干涉、衍射等物理光学的规律为基础，引入适当的相干参考波，不仅记录了物光的振幅信息，而且也把在普通照相过程丢失的位相信息记录下来。在感光底板上得到的不是物体的像，而是物光与参考光的干涉条纹，这些条纹的明暗对比度、条纹的形状和疏密反映了物光波的振幅和相位分布。经过显影、定影处理后，便得到了一张全息图。它相当于一块复杂的光栅，只有在适当的光波照明下才能重建原来的物光波。全息

7、照相得到的是三维立体的像。物象之间的关系是点面对应的，全息图上每一点都记录了所有的物光信息，无论磨损还是残破，只要得到一小块儿全息图，就能把原来的物体真实再现出来。当然，激光全息照相的拍摄要求也要比普通照相严格得多。2.2全息技术方法原理实际上，全息照相记录光信息所使用的感光材料也只能记录光波的强度信息，不能记录光波的相位信息。那么，为什么它能同时把光波的相位信息记录下来呢？关键在于记录时采用了另外一束与物体光波相干的辅助光波，这一辅助光波与物体光波同时照在感光胶片上，它们形成干涉条纹。这些干涉条纹虽然也是以强度分布形式记录下来的，然而这些干涉条纹不仅包含了物光

8、的振幅信息，也包含了物光