全息照相基本原理

如题所述


一、全息世界的奥秘


全息照相,这是一场光与影的魔法表演,它将几何光学的直观与物理光学的复杂性完美融合。在全息摄影中,记录不再是简单地捕捉光线强度,而是利用干涉和衍射原理,记录下光的干涉条纹,揭示出物体的三维信息。这个过程分为记录和重现两个神秘步骤:记录时,参考光与物光交织,形成如同艺术作品般的干涉图样,底片上则留下了这些丰富细节的痕迹。


数学语言揭示了这一过程的微妙:记录时


设干涉图样为 I = I1 + I2 + 2 * I1 * I2 * cos(Δφ),其中的干涉效应如同调制的条纹,每一道都携带着物体的振幅和位相差信息。曝光、显影和定影,这些看似平凡的步骤,实则将这些信息以条纹的疏密、强度和对比度的形式,精确地保存下来。


重现,则如同魔法般复现


全息底片在适当的线性处理下,重现的图像既包含了曝光时的入场光场,又呈现出显影后的透射光场,两者之间虽非线性,但整体上却遵循着严谨的线性变换原则。无论是原参考光还是共轭参考光,都揭示出全息照相的非凡魅力。




二、全息照相的魅力所在


全息照相的独特之处在于它赋予了图像三维的栩栩如生,即使是最小的碎片,也能揭示出物体完整的形貌。它还能实现多重记录,如同打开一个光的宝盒,展现出多重影像的奇妙。而且,它还能同时呈现虚实二像,实像投影在屏幕上,虚像则如梦幻般悬浮在空气中。




三、全息图的多样世界


全息图的类型丰富多样,如同轴与离轴全息图,区分了光轴的同步与异步;透射与反射全息图,揭示了光线的路径选择;振幅型和位相型全息图,展示了光的复振幅与波前信息的不同记录方式。从像面全息到菲涅耳和傅里叶变换全息,再到激光和白光的重现,每一种都犹如全息艺术的全新篇章。

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