全息術(shù)具有以下突出的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):

( 1) 三維立體性——全息照相再現(xiàn)的像是三維立體的, 具有 如同觀看真實(shí)物體一樣的立體感, 這一性質(zhì)與現(xiàn)有的用偏振鏡 觀看的立體電影有著本質(zhì)的區(qū)別。

( 2) 可分割性—— 全息照片的碎片仍舊能反映出整個(gè)物體 的像來, 不會(huì)因照片的破碎而失去像的完整性。

( 3) 信息容量大—— 體全息存儲(chǔ)的理論存儲(chǔ)容量上限為 1 3 [1 ] ( Κ為記錄光波長) , 遠(yuǎn)大于磁盤和光盤的存儲(chǔ)容量。

過近十幾年的發(fā)展, 全息術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用已相當(dāng)廣泛。 下面就應(yīng)用的主要方面進(jìn)行介紹:

( 一) 模壓全息技術(shù) 模壓全息技術(shù)是把全息和電鍍、 壓印等技術(shù)結(jié)合起來的一 種技術(shù), 它使全息技術(shù)沖破實(shí)驗(yàn)室的束縛實(shí)現(xiàn)市場化。 這種模壓 全息技術(shù)可以象印刷一樣大批量快速復(fù)制, 又可以和其他印刷 術(shù)結(jié)合使用, 且價(jià)格低廉, 被稱為 21 世紀(jì)的印刷術(shù)” “ 。由于全息 圖的制作工藝復(fù)雜, 技術(shù)難度大, 再加上在拍攝過程中, 可以加 上編碼技術(shù)進(jìn)行加密處理, 所以模壓全息技術(shù)已作為一種行之 有效的防偽手段越來越廣泛的用于商品包裝、 信用卡、 鈔票等的 防偽上。 此外, 由于激光全息圖的色彩神奇、 圖像逼真, 在藝術(shù)和 裝飾等方面也頗受青睞。

( 二) 全息干涉計(jì)量 用全息干涉的方法進(jìn)行精密測量, 稱為全息干涉計(jì)量, 是目 前全息應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一。 干涉計(jì)量的基礎(chǔ)是波前比較。 全 息術(shù)是唯一能記錄和再現(xiàn)波前的技術(shù), 這使我們有可能用嚴(yán)格 標(biāo)準(zhǔn)波前與一個(gè)編寫物體產(chǎn)生的波前相比較而實(shí)現(xiàn)干涉計(jì)量。 由于標(biāo)準(zhǔn)波前和變形波前是通過同一光路來產(chǎn)生的, 因而可以 消除系統(tǒng)誤差, 這樣對光學(xué)元件的精度要求可以降低, 這是其它 干涉計(jì)量方法不容易做到的。 目前, 全息干涉計(jì)量分析在無損檢 驗(yàn)、 振動(dòng)分析、 微應(yīng)力應(yīng)變測量、 形狀和等高線的檢測等領(lǐng)域中 已得到廣泛的應(yīng)用。

( 三) 計(jì)算全息的應(yīng)用 將計(jì)算機(jī)技術(shù)和全息技術(shù)相結(jié)合, 稱為計(jì)算全息。 計(jì)算全息 不僅可以全面記錄光波的振幅和位相, 而且能綜合復(fù)雜的, 或者 世間不存在的物體的全息圖 ( 只要知道該物體的數(shù)學(xué)表達(dá)式即 可) , 在低噪聲、 高重復(fù)率等方面也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于光學(xué)全息, 因而具有 獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和極大的靈活性。 例如在工程設(shè)計(jì)中, 為避免制作復(fù) 雜模型, 只需將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī), 制作計(jì)算全息圖, 就可顯 示出三維立體像來。 目前, 計(jì)算全息的主要應(yīng)用范圍是: 二維和 三維物體像的顯示; 制作各種空間濾波器; 產(chǎn)生特定波面用于全 息干涉計(jì)量; 計(jì)算全息掃描器等等。 此外, 計(jì)算全息在安全方面 也有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 例如, 將要加密的圖像信息根據(jù)干涉原理隨機(jī) 分解成兩部分, 分別記錄在兩張計(jì)算全息圖上。 當(dāng)兩張全息圖對 準(zhǔn)合在一起照明再現(xiàn)時(shí), 才可以再現(xiàn)出原來的信息, 只有同時(shí)擁 有這兩張配對的全息圖才可解出原來的信息, 因而用于圖像信 息加密時(shí), 具有很高的安全性。 隨著大容量、 高速度計(jì)算機(jī)的不 斷出現(xiàn), 以及激光掃描器、 電子束、 粒子束等成像技術(shù)的發(fā)展, 計(jì) 算全息必將顯示更大的優(yōu)越性, 展寬更多的應(yīng)用領(lǐng)域。

從全息術(shù)的原理和特點(diǎn)可以看出, 全息術(shù)由于有著獨(dú)特的 優(yōu)點(diǎn), 可能在未來社會(huì)經(jīng)濟(jì)、 生活、 通信、 國防等各個(gè)領(lǐng)域成為不 可或缺的重要組成部分。 在不久的將來, 不僅以上提到的現(xiàn)階段 的各種應(yīng)用會(huì)進(jìn)一步的提高和完善, 并且以下設(shè)想也將有可能 成為現(xiàn)實(shí)。

( 一) 立體電影、 電視等全息顯示的普及

目前所看的立體電影, 是利用偏振原理拍攝的, 觀看時(shí)需戴 上令人不舒服的分辨率不高的偏振鏡, 并且由于這種眼鏡容易 使人感到疲勞和頭暈, 不便長時(shí)間觀看, 更不利于老人和兒童, 因此這種立體電影并沒有得到普及。 而全息立體電影是利用體 全息的角度選擇性和顏色選擇性, 可以在一張?bào)w全息圖中存儲(chǔ) 許多圖像信息, 再現(xiàn)時(shí), 只需將全息照片放在激光光束中轉(zhuǎn)動(dòng), 就能在照片的后面看到活動(dòng)的立體景物。 假如把全息圖記錄在 電視攝像機(jī)的感光面上, 然后電視臺(tái)把信息號(hào)發(fā)射出去, 當(dāng)電視 接收了這些信號(hào), 并用激光照明時(shí), 就能再現(xiàn)所攝的景象, 這就 是全息立體電視。 觀看這種影視時(shí), 眼睛就像現(xiàn)在看普通數(shù)字 電視一樣輕松, 但景象卻有了立體感。 雖然目前全息圖像傳輸僅能做到靜止畫面?zhèn)鬏?, 但隨著相關(guān)技術(shù)的逐漸完善, 全息立體 影視最終會(huì)走向千家萬戶。

( 二) 光全息存儲(chǔ)器有望代替現(xiàn)有存儲(chǔ)器

與已經(jīng)成熟的磁性存儲(chǔ)技術(shù)和光盤存儲(chǔ)技術(shù)相比, 全息存 儲(chǔ)有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn): 高冗余度、 高存儲(chǔ)容量、 高的數(shù)據(jù)傳輸速 率和很快的存取時(shí)間即可進(jìn)行并行內(nèi)容尋址等。目前, 大容量、 體全息存儲(chǔ)的研究正在高漲。 隨著數(shù)字電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)算 能力和性能的提高, 數(shù)字化信息領(lǐng)域不斷擴(kuò)展, 全息有望在未來 的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用, 代替現(xiàn)有的磁盤、 光盤等存 儲(chǔ)設(shè)備。 例如, 日本O PTW A R E 公司準(zhǔn)備在今年上市的全息通 用光盤 (HVD , Ho lograp h ic V ersa tile D isc ) , 理論上, 與 DVD 相 同 尺寸的 HVD 最高可記錄 319TB 的數(shù)據(jù), 傳輸率也可達(dá)到 1Gbp s, 相當(dāng)于數(shù)百張DVD 的容量, 傳輸速度也比 DVD 快幾十 倍。 并且, 由于不可物理復(fù)制, 所以在安全性方面也擁有出色的 表現(xiàn)。 此外, 再加上計(jì)算全息的進(jìn)一步發(fā)展, 光全息完全可以滿 足人們在諸如虛擬現(xiàn)實(shí)、 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、 復(fù)雜多媒體文檔、 視頻服 務(wù)器、 圖象數(shù)據(jù)庫和航空航天領(lǐng)域等應(yīng)用中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求。

( 三) 全息顯微技術(shù)

這些全息術(shù)還可用于通訊、 導(dǎo)航、 定位、 檢測等軍事系統(tǒng), 提 高行動(dòng)的精確性和靈敏性。 以上設(shè)想并非空想, 因?yàn)閷?shí)際上, 利思和烏帕特尼克斯的離 軸全息概念就是來自微波領(lǐng)域的旁視雷達(dá)——微波全息圖。 正 如蓋伯在他榮獲諾貝爾獎(jiǎng)時(shí)的演講中所指出的, 利思在雷達(dá)中 用的電磁波長比光波長 10 萬倍, 而蓋伯本人在電子顯微鏡中所 用的電子波長又比光波短10 萬倍。 他們分別在相差1010 倍波長的兩個(gè)方向上發(fā)展了全息照相術(shù) , 這說明科學(xué)的發(fā)展總是相 互滲透, 相互影響的。 因此, 從長遠(yuǎn)來看, 全息技術(shù)今后所帶來的 技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用是無法估量的。