全息术的应用概述

　　全息术经历几十年的发展已经成为一门成熟的科学,大多数基本的科学问题已经解决.全息技术也经历大量的改进,并探索了许多应用.这些应用涵盖了全息成像,全息干涉计量、全系衍射光学元件、全息三维显示、全息信息存储和处理、计算机产生的全息图等多个方面.

　　全息术最基本的特性就是可以记录三维的物信息和再线物体的三维的像，平面全息图的应用也是基于这一特点.在成像领域,全息术的成功应用就是将其与传统的显微术结合起来的全息显微成像术.方法之一就是在显微镜系统中,先利用物镜对物体成放大的像,然后记录该放大像的全息图,再通过目镜观察再现的放大像.这一技术对位相物体和全息干涉显微非常有用.另一技术是记录物体的全息图,利用显微镜系统观察再现的实像,此技术尤其适用于观察动态的三围粒子场分布.全息术可以在瞬时内记录动态的三围粒子场分布的全息图,通过再现不同深度的静态像,详细分析三围粒子场的特点.研究人员也试图把它应用到电子显微术和X射线光谱中,目前这一领域仍然吸引了不少研究人员的兴趣,仍在持续研究中.全息技术也可以用于运动的散射介质成像、畸变的介质成像、高分辨率的投影成像,以及多重成像等方面.

　　全息术另一个重要的应用是干涉测量.全息干涉仪测量有多种形式,如散斑干涉仪、时间平均干涉仪、多重曝光干涉仪、实时全息干涉仪等,但其基本的原理都是利用全息干涉存储时间或空间是波长不同的两个或多个光波场,再将这些光波场冲减之后,获得相应的信息.全息干涉仪一个重要的应用是无损测量,适用于受压物体的表面结构形变,或者压力、温度的改变,以及振动测量分析分析等.

　　全息光学元件是光学衍射元件的进一步发展.与传统的衍射光学元件想比,全息光学元件具有口径大、重量轻、体积小,可形成重叠的多功能光学元件等优点.平面的全息光学元件(Holographic Optical Elements,HOE)在光波的波形整形、光束的扩束、光束的分束和合束、光学扫描器件等方面有重要的应用。

　　三维全息显示是全息术另一重要的应用领域,也是发展成商业化应用最大的一个领域.1969年,本顿(Benton)发明彩虹全息术,可以用白光照明再现全息图,使全息显示技术真正走出了实验室,走向实用化.从目前的情况来看,实用化最广的就是模压的彩虹全息术,现已应用于全息防伪、包装、印刷。广告等多个领域.

　　以上介绍的是平面全息图的主要应用方面.体积全息图由于其“体”本质,故具有严格的布拉格波长和角度选择性.利用体全息图的这一特性,可发展许多应用领域,如光信息存储和处理领域的高密度体全息存储、体全息相关识别、基于体全息加权的光学神经网络、体全息成像系统的空间-光谱滤波的体全息光学元件(VHOE)、用于三维全息显示领域白光再现的反射体积全息术,以及用作激光器内选模元件等.

　　近年来,随着对全息技术的不断研究,全息术在概念的延伸和应用领域不断拓展,如全息光子晶体、伪全息存储、非相干相关全息术等.本站将在后续内容中对体全息技术的有关应用进行详细的阐述.