全息照相如何出现“女王会转身”的效果？

　作者：赵敏

　　1979年2月8日，英国物理学家伽柏逝世。伽柏因发明了全息照相技术而获得1971年诺贝尔物理学奖。那么全息照相和普通的照相有什么不同的？

　　2004年，为庆祝泽西岛正式归属英国800周年，白金汉宫曾经请摄影师为女王伊丽莎白二世拍摄了一张照片。这可绝对不是一张普通的肖像照，而是科技含量颇高的全息立体照片。无论参观者在画廊的任何位置，立体照片中栩栩如生的女王都会转身朝向参观者，好像一直在悄然注视着参观者一样。

　　与普通照相技术不同，全息照相是利用光的波动原理，拍摄并重现物体的真实立体图像的技术。在拍摄全息照片时，要利用光的相互干涉来记录物体信息。具体方式为：将被拍摄物体所反射的激光光束，与另一束激光一起直接照射到全息底片上。与水波干涉类似，两束相同的光也会相互干涉，在全息干版上留下干涉条纹。利用全息干版上的干涉条纹，物体所发射光波的全部信息（包括光强度、位相等）都被记录下来，就仿佛是用编码方法把物光波“冻结”起来。记录着物光波信息的全息干版干涉条纹经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息照片。用肉眼直接观看全息照片表面，只能看到复杂的条纹和光栅，丝毫看不到物体的影像。但是一旦用一束与拍照激光光束相同波长的激光照射全息照片时，就会衍射出成像光波，好像原来的物光波被重新释放出来一样。所以全息照相的原理可以用八个字来描述：干涉记录，衍射再现。

　　全息照相与普通照相虽然都能记录并再现景物的信息，但两者在照相原理、记录与再现过程、照片信息量等方面有着很大的差异。普通照相是根据透镜成像原理，将立体景物“投影”到感光底片上，形成光强和光波长（即颜色）平面分布，因此没有立体感。全息照相则不同，它再现的是一个精确复制的物光波，包含了原物体所反射光波的光强和位相等全部信息，真实地保存了原来物体的视差和景深，这样就具有了三维立体感。当我们“看”这个物光波时，可以从各个视角观察到并再现立体像的不同侧面，犹如看到真实物体一样，具有景深和视差。一张全息照片相当于从多角度拍摄、聚焦成的许多张普通照片，在这个意义上，一张全息照片的信息量要远超过几千张普通照片。此外，两者的区别还在于，由于物体上每一部分反射的光波都覆盖了整个全息照片表面，或者说全息照片的每一个局部都记录了整个物体的信息，所以即使全息照片部分损坏了，还可以从剩余的碎片上获得整个物体的图像；而如果一张普通照片损坏了，我们看见的物体的图像就不完整了。

　　特别值得注意的是，通过多次曝光还可以在同一全息干版上记录多个不同的立体图像，这些图像能够互不干扰地分别显示出来。上面提到的伊丽莎白女王立体影像，正是通过多次曝光，将女王不同角度的图像分别记录在同一全息干版上，从而出现了“女王会转身”的惊奇效果。

　　经过几十年的发展，第一代激光全息技术已经衍生出各种更为实用的技术。20世纪60年代出现的白光全息以及全彩“彩虹”全息图像技术，已经应用于礼品包装、商标、信用卡，甚至纸币的印刷上，用于实现防伪。此外，全息技术还用于全息彩色立体电视和电影大容量数据记录的全息存储技术以及军事领域。

　　关键词：全息照相

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