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3d全息影像技術的技術應用

全息學的原理適用於各種形式的波動,如X射線、微波、聲波、電子波等。只要這些波動在形成幹涉花樣時具有足夠的相幹性即可。光學全息術可望在立體電影、電視、展覽、顯微術、幹涉度量學、投影光刻、軍事偵察監視、水下探測、金屬內部探測、保存珍貴的歷史文物、藝術品、信息存儲、遙感,研究和記錄物理狀態變化極快的瞬時現象、瞬時過程(如爆炸和燃燒)等各個方面獲得廣泛應用。

在生活中,也常常能看到全息攝影技術的運用。比如,在壹些信用卡和紙幣上,就有運用了俄國物理學家尤裏·丹尼蘇克在20世紀60年代發明的全彩全息圖像技術制作出的聚酯軟膠片上的“彩虹”全息圖像。但這些全息圖像更多只是作為壹種復雜的印刷技術來實現防偽目的,它們的感光度低,色彩也不夠逼真,遠不到亂真的境界。研究人員還試著使用重鉻酸鹽膠作為感光乳劑,用來制作全息識別設備。在壹些戰鬥機上配備有此種設備,它們可以使駕駛員將註意力集中在敵人身上。把壹些珍貴的文物用這項技術拍攝下來,展出時可以真實地立體再現文物,供參觀者欣賞,而原物妥善保存,防失竊,大型全息圖既可展示轎車、衛星以及各種三維廣告,亦可采用脈沖全息術再現人物肖像、結婚紀念照。小型全息圖可以戴在頸項上形成美麗裝飾,它可再現人們喜愛的動物,多彩的花朵與蝴蝶。迅猛發展的模壓彩虹全息圖,既可成為生動的卡通片、賀卡、立體郵票,也可以作為防偽標識出現在商標、證件卡、銀行信用卡,甚至鈔票上。裝飾在書籍中的全息立體照片,以及禮品包裝上閃耀的全息彩虹,使人們體會到21世紀印刷技術與包裝技術的新飛躍。模壓全息標識,由於它的三維層次感,並隨觀察角度而變化的彩虹效應,以及千變萬化的防偽標記,再加上與其他高科技防偽手段的緊密結合,把新世紀的防偽技術推向了新的輝煌頂點。

除光學全息外,還發展了紅外、微波和超聲全息技術,這些全息技術在軍事偵察和監視上有重要意義。我們知道,壹般的雷達只能探測到目標方位、距離等,而全息照相則能給出目標的立體形象,這對於及時識別飛機、艦艇等有很大作用。因此,備受人們的重視。但是由於可見光在大氣或水中傳播時衰減很快,在不良的氣候下甚至於無法進行工作。為克服這個困難發展出紅外、微波及超聲全息技術,即用相幹的紅外光、微波及超聲波拍攝全息照片,然後用可見光再現物象,這種全息技術與普通全息技術的原理相同。技術的關鍵是尋找靈敏記錄的介質及合適的再現方法。?

超聲全息照相能再現潛伏於水下物體的三維圖樣,因此可用來進行水下偵察和監視。由於對可見光不透明的物體,往往對超聲波透明,因此超聲全息可用於水下的軍事行動,也可用於醫療透視以及工業無損檢測測等。

除用光波產生全息圖外,已發展到可用計算機產生全息圖。全息圖用途很廣,可作成各種薄膜型光學元件,如各種透鏡、光柵、濾波器等,可在空間重疊,十分緊湊、輕巧,適合於宇宙飛行使用。使用全息圖貯存資料,具有容量大、易提取、抗汙損等優點。

全息照相的方法從光學領域推廣到其他領域。如微波全息、聲全息等得到很大發展,成功地應用在工業醫療等方面。地震波、電子波、X射線等方面的全息也正在深入研究中。全息圖有極其廣泛的應用。如用於研究火箭飛行的沖擊波、飛機機翼蜂窩結構的無損檢驗等。現在不僅有激光全息,而且研究成功白光全息、彩虹全息,以及全景彩虹全息,使人們能看到景物的各個側面。全息三維立體顯示正在向全息彩色立體電視和電影的方向發展。

全息技術不僅在實際生活中正得到廣泛應用,而且在上世紀興起並快速發展的科幻文學中也有大量描寫和應用,有興趣的話可去看看。 可見全息技術在未來的發展前景將是十分光明的。

[編輯本段]技術歷史早在激光出現以前,1948年伽伯為了提高電子顯微鏡的分辨本領而提出了全息的概念,並開始全息照相的研究工作。1960年以後出現了激光,為全息照相提供了壹個高亮度高度相幹的光源,從此以後全息照相技術進入壹個嶄新的階段。相繼出現了多種全息的方法,不斷開辟全息應用的新領域。伽伯也因全息照相的研究獲得1971年的諾貝爾物理學獎金。

無論是全息攝影,還是最早的銀版照相術,它們的奧秘都在對光的記錄。所有的光都擁有三種屬性,它們分別是光的明暗強弱、光的顏色以及光的方向。早期的銀版照相和黑白照片只能記錄下光的明暗變化,而彩色照片在此之外,還能通過記錄光的波長變化,反應出它的顏色。全息攝影是惟壹能同時捕捉到光的三種屬性的壹種攝影術,通過激光技術,它能記錄下光射到物體上再折射出來的方向,逼真地再現物體在三維空間中的真實景象。

然而,壹直到根特兄弟的作品問世之前,所謂的真實再現壹直都不過是理論上的。或許是因為好的全息圖像罕見而且難於生成,或許因為全息攝影的科學原理過於深奧,在全息攝影發明了半個世紀之後,它卻仍然是壹項充滿了神秘色彩的技術。

在壹些媒體對伊夫·根特及其兄弟成就的報道中,有人將他們描述為“惟壹真正實現了全息攝影的再現自然功能的人”,還有人說,他們的作品就像摩爾斯所說那樣,是“大自然的壹部分”。這些評論可能有些言過其辭,因為實際上,全世界也有許多其他人在從事著全息攝影的研究,國際全息圖像制造者聯合會(International Hologram Manufacturers Association)就是壹個聚集了全球全息攝影專家和愛好者的組織。但伊夫·根特毫無疑問是這些專家中的翹楚,在2001年冬季,這個聯合會將“本年度最佳全息攝影作品”和“最新全息攝影技術”這兩項最有分量的大獎頒發給了伊夫。

在隨後的幾年中,伊夫·根特就在自己簡陋的實驗室中自學相關的化學原理,並反復實踐。菲力普的加入給了他很大幫助。後來,他們終於發明出名為“終極”(Ultimate)的感光乳劑。同其他的感光乳劑壹樣,“終極”的主要成分也是感光性極好的溴化銀顆粒,但“終極”中的溴化銀顆粒直徑只有10納米,是普通膠片上感光顆粒的1/10到1/100。正是這些微小的顆粒使“終極”能記錄下細至纖毫的每壹個細節,並在同壹個感光層上同時記錄下紅、綠、藍三色。

伊夫找到了被他稱為“30年來所有人都在尋找的感光乳劑”,但他卻還有很長的路要走。他做出了復制肖維巖洞壁畫的整個方案,卻因為找不到政府的權威人士而求告無門。他還建議為巴黎的迪斯尼樂園建立壹個來訪名人的全息攝影肖像館,談判卻壹拖再拖。所有見過他作品的人,都承認那是完美的全息圖像,但法國的投資者過於謹慎,他們不僅要下金蛋的鵝,還要壹群這樣的鵝能夠工業化、大規模下出金蛋,才肯從自己的口袋裏掏錢。為了尋求投資人,根特兄弟及其父親甚至想過要移民到魁北克。

最早的全息攝影作品轉機出現在壹位美國合夥人的加入之後。他所擁有的機器能將“終極”母版上的全息圖像復制到杜邦公司制造的某種聚合體材料上。盡管這些圖像還達不到“終極”膠片上的圖像水準,但卻遠比從前的聚合體材料上的全息圖像好多了。伴隨著這種杜邦材料上的全息圖像的大規模生產,使用“終極”膠片的工業化生產也是指日可待。[1]

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