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什么是全息?


 这些是全息吗?ê

 

微纳光学技术

 

苏州印象无墨印品包装

 

磁性镭射粉

 

图片来自苏州印象

很遗憾,上面这些都不是全息,他们只能说是微纳结构光学色

 

那到底什么是全息?

 

全息(hologram)是一个合成词,源自希腊语:holos(全部)+gramma(信息),顾名思义,他是包含全部物体光学信息的一种载体,狭义的说法就是一张包含全部三维信息的立体照片(图片),还可以引深为一个可显示的窗口或一个虚拟的场景(舞台),广义的说法宇宙就是一张全息图,诺贝尔奖获得者荷兰科学家杰拉尔杜斯·霍夫特却认为,宇宙很可能是一个全息投影,这种宇宙全息假说,迅速风靡并震撼了世界!而生物全息说还有包含遗传、基因、细胞、胚胎等复杂的信息等等。

 

最近流行一种观点,量子纠缠揭秘了一个宇宙真相:万物是一体、纠缠是同步、距离是幻象、底层是全息。

 

 

图片来自网络

 

那么,光信息包括什么呢?我们都知道,光可以被看做是一种波,那么波的振幅、波长、相位等都是“全息”所包含的信息,所以很多高校有信息光学这个专业,却没有全息这个专业。

 

全息术(holography)又称全息照相术,它是记录并重现物体全部光学信息的一种技术。作为一个非常具体的物理方法,指在高分辨率照相感光材料上通过记录光波的振幅和位相分布,形成全息照片,在特殊的光照波长和角度下可以再现物体三维图像的技术。又称全息照相术 、全息摄影术。全息术不仅可用于光波波段,也可用于电子波、声波 、X射线和微波。普通照相只能记录物体反射或透射光的振幅(强度),所以记录的是物体的二维图像。全息术不仅可记录光的振幅,还可记录其位相,故能记录物体的完整三维信息。

 

 

视频来自苏州印象

 

从上述图片中不难看出,印象(YX)全息图窗口不但能呈现左右立体信息,还能再现上下俯仰的三维立体感。从某种意义上讲全息照片实际上就是一个窗口,所谓窗口的意义就是当你遮挡掉部分窗口时,你仍然可以通过另外剩下的部分窗口去窥视完整的窗外景物,也就是说,如果打碎了的全息照片,那其任意一块碎片就好比是窗口的一部分,通过这部分全息碎片(部分窗口),仍可以再现在这个全息“窗口”记录下的完整全息图像,这才是真正意义上的真全息图。

 

真 全 息

 

与人眼工作方式类似,普通影像记录方式接收物体反光的振幅(影响明暗、轮廓)和波长(决定色彩)信息,并用一定的手段进行还原,普通影像纪录通常很难包含相位(反映前后深度)信息,而全息的记录方式则以两束激光照射物体产生的干涉条纹将相位信息录入感光片,通过显影定型后,再次向这张照片照射激光,则可“重现”所有光学信息,形成具有立体观感的图像场景。

 

 

图片来自苏州印象

 

最基本的全息摄影工作流程:一束激光由分光器分成两束,一束照射在被拍摄物体上,进而反射在感光片上,这时,它已经不只是一束光,而是物体上千千万万的点的漫反射光,我们称之为“物光”;另一束则直接照射感光片,我们称之为“参考光”,“物光”与“参考光”相互叠加、削减,即发生干涉现象,经过一定时长的曝光,形成干涉条纹并记录在感光片上,并通过显影来定型。

 

 

图片来自苏州印象

 

因为全息照相所感受的物光可以不通过镜头成一一对应的物象关系,所以如果将全息照片剪碎,每张碎片也包含了物体全部光学信息,透过这些碎片改变观察角度,可以看到物体完整信息。普通照片则无法做到这一点。

 

 

图片来源2019上海光影展

 

通过全息照片的碎片也可以看到全部信息。

 

那么,我们生活中常见的激光全息标签,镭射包装是全息吗?

 

了解到全息的一些基本概念和历史,下期我们将向大家介绍目前被许多误认为全息的“伪全息”以及具备一些全息概念特征的“类全息”,希望通过我们的介绍,能让大家对目前流行的激光全息包装防伪以及结构色有进一步了解。无论是真全息、伪全息还是类全息,都是“科学知识+创造力”的产物,皆为人类“视觉盛宴”中不可或缺的珍馐。

 

什么是伪全息,什么是类全息?我们下期分享、探讨。

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