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全息術:正確概念與錯誤表述
來源: | 作者:4SHQ | 發(fā)布時間: 1156天前 | 5364 次瀏覽 | 分享到:


其實,數(shù)字全息術可能近期是發(fā)展最快的全息術類型,每年有100多篇新成果發(fā)表。這可能是由于數(shù)字全息不需要昂貴的激光器、光學設備,所需要的只是一臺相對便宜的計算機。該技術使得全息計算的速度和成本比任何人想象的都要低。在科學和醫(yī)學領域,數(shù)字全息術正在徹底改變顯微鏡。



圖3:數(shù)字全息術的記錄與重建過程



全息術的一般且全面的定義


目前全息術的類型很多,為了找到一個正確的且可用的最佳定義,James D. Trolinger廣泛征求了很多同行的意見。在這些意見中,幾乎每個人都有自己不同的定義,雖然很多都有失偏頗或不夠全面,具有很大的局限性,但大多數(shù)的意見都被作者采納并匯總在這篇文章中。從這些五花八門的定義中可以看出,目前想要在領域內對全息術的最佳定義達成一個普遍的共識是一個巨大的挑戰(zhàn)。近期James D. Trolinger還參加了一個全息領域內專家的研討會,依舊難以得出全息術統(tǒng)一的定義。



即便如此,James D. Trolinger認為,如果存在一個正確的且可用的全息術的最佳定義,那么這個定義應該包含以下幾種特征:


  1. 全息術包含記錄和重建兩個過程,其中記錄過程能夠捕獲并保存某種波(包括光波、聲波、雷達波、微波和x射線波)所需的所有信息(例如振幅和相位),重建過程能夠準確復制并重構原始波的傳播。

  2. 當一個物體的圖像是利用全息術重建出來時,它看起來是具有3D效果的。此外,如果這個物體本身具有一定的深度,那么我們可以觀察到它的圖像的側面,且圖像存在視差。

  3. 全息術并不僅僅適用于存儲和顯示3D圖像。

  4. 全息術本身并不是圖像,圖像也不是全息圖。

  5. 時變波的實時全息術可以對變化的波或者共軛波進行連續(xù)的記錄和重建。

  6. 并非所有的全息術都是記錄在照片或者感光材料上。

  7. 全息術的記錄材料并不受限,許多不同的材料都可以使記錄的信息儲存足夠長的時間。只要可以通過這種材料記錄并重建出原始波,都可以作為全息術的記錄材料。

  8. 在數(shù)字全息術中,全息記錄過程可以在計算機中創(chuàng)建、存儲、處理和分析,而不需要使用激光和光學平臺。

  9. 在數(shù)字全息術中,波陣面可以在計算機中重建、聚焦、濾波、投影以及數(shù)值干涉,就仿佛波陣面在物理空間中傳播一樣。

  10. 全息術中記錄的信息可以存儲在一個表面,或者是有體積的記錄材料,甚至是計算機中。

  11. 全息面可以存在于空氣/氣體中(在物理學中也稱為四波混合)。

  12. 全息光學元件(Holographic optical elements, HOE)可以替代并實現(xiàn)很多類型的光學元件功能,例如透鏡、反射鏡和分束鏡等。

  13. 全息術可以不使用激光、相干光甚至是任何類型的波來實現(xiàn)。(例如浮雕、蝕刻、計算全息和數(shù)字全息)

  14. 相位共軛鏡(Phase conjugate mirror)(名詞解釋>)也是一種全息術。

  15. 全息術并不是一定要顯示3D圖像,利用其它光學技術同樣可以顯示3D圖像和效果。

  16. 全息術應用范圍很廣,在以下所列出的場景中都可以應用:3D顯示、信息安全領域(信用卡、貨幣、護照、郵票、門票、文檔等)、廣告宣傳、肖像畫、藝術、干涉學、測量、信息處理(存儲、歸檔和檢索)、光學元件、可視化雷達、聲吶、超聲波、激光雷達、磁共振成像、計算機輔助斷層掃描和3D掃描、壓印母版、像差矯正。