全息攝影的原理，簡而言之，主要是利用激光的純色特性。其實全息攝影的理論早在1947年就由英國科學家加布裏埃爾提出了。但直到亮度高、色彩純、相幹性好的激光出現後，全息術才真正被采用。
全息攝影和立體攝影是兩回事。雖然立體彩色照片看起來明亮、有層次感且充滿立體感，但它們仍然是單面圖像，即使是最好的立體照片也無法取代實物。例如，無論我們如何改變正方形塊的觀察角度，我們都只能看到照片中的畫面。但是全息照片不壹樣。我們可以通過改變觀察角度來看到正方形。
全息術的第二個特點是我們可以在壹個點上了解整個畫面。當全息圖被損壞時，即使它的大部分被損壞，我們仍然可以從剩余的壹半看到這張全息圖中原始物體的全貌。這對於普通照片來說並不好，即使丟失了壹個角落，也不會看到那個角落的照片。
全息照片的第三個特點是可以在壹張全息底片上分層記錄多張全息照片，在顯示圖片時它們不會相互幹擾。正是這種分層記錄使全息照片能夠存儲大量信息。
為什麽全息圖會有這樣的特征？為什麽普通照片沒有這些特征？這要從拍攝原理說起。
如果壹個微小的粒子被激光束照射，從微小粒子反射的光波基本上是壹個向外擴展的球面波。當我們看這個小粒子時，它是壹個亮點。當用相機拍攝小顆粒時，光波通過鏡頭在底片上形成壹個亮點，這個亮點的亮度與小顆粒反射的光強度有關。照相底片可以記錄這個亮點，但我們無法記住這個小粒子在三維空間中的位置。打印的照片上只有壹個亮點。好像沒有立體感。拍攝全息照片時，壹束發射平面波和被小粒子反射的球面波的激光壹起照射在照相底片上。整張底片被照亮了，它記錄的不是壹個亮點，而是壹組同心圓。當同心圓很小的時候，看起來就像用刀把壹個蘿蔔切成塊，然後把它們堆在壹起。成為壹組同心圓環。膠片沖洗後，將其放回原位，然後使用拍攝時發出平面波的激光束以拍攝時的角度照射膠片。我們可以看到在最初放置微小顆粒的地方有壹個亮點。註意了！這個亮點是在太空中，而不是在底片上，我們看到的光似乎來自這個亮點。因此，全息圖不僅記錄了壹個亮點，還記錄了亮點的空間位置，或從亮點發出的整個光波。整個奧秘在於這種新穎的拍攝方法，這是壹種平行（平面波）激光束。這種激光束被稱為參考光束。
因此，任何物體實際上都可以看作是由無數個明暗不同的亮點組成的三維圖像。上述拍攝方法拍攝的全息圖是由無數個同心圓組成的復雜圖形，看起來也很陰沈。同樣，這張全息圖不僅記錄了物體每個點的明暗，還記錄了每個點的空間位置。當用參考光束照射顯影後的底片時，我們看到的光似乎是從原始物體發出的。所以，我們說它記錄了物體發出的所有光信息，因此得名全息圖。然而，只有在激光的照射下，眼睛才會有三維圖像，而激光是壹種昂貴的設備。除了在科研部門和特殊場所設置的可能性外，不可能為照片配備激光。針對這壹缺點，科學家們不斷研究，終於發明了壹種白熾燈。
激光全息照相的底片可以是特種玻璃、乳膠、水晶或熱塑性塑料等。壹個小的特殊玻璃可以存儲壹個大型圖書館中數百萬本書的所有內容。
如果妳註意報紙上的照片，妳會發現它們是由點組成的。每個點稱為壹個像素，其密度約為每平方毫米幾個點。全息攝影專用玻璃膜的厚度約為65，438+00微米，圖像點的密度超過每平方毫米2，000個點。在這張底片上，每平方毫米可以裝載365，438+的照片。
全息照相機的發明作為激光技術的壹個方面，在工業、農業、科研等領域具有廣泛的實用價值。
就攝影而言，這是壹項全新的技術。由於全息照片具有逼真的三維效果，它具有取代普通照片的獨特效果。在國外，全息照片已被制作成書籍插頁、商標和立體廣告。博物館用它來代替珍貴的文物。壹家外國機床制造公司在另壹個國家舉行產品介紹會時，用全息圖代替實物舉辦了壹次機床展覽會。展廳裏掛滿了各種機床的全息圖。這些全息圖看起來與真正的機床沒有什麽不同，但卻吸引了更多參觀者的興趣。
構思巧妙的全息圖也是精美的藝術品，美國、法國等國家都有全息博物館，收藏著世界上最精美的作品。
全息攝影還可以記錄珍貴的歷史文物。如果文物古跡遭到嚴重破壞，即使它們已經不在了，我們仍然可以根據全息技術對它們進行重建。例如，北京圓明園這樣的景點在那些年被八國聯軍燒毀了，但現在很難完全恢復它，因為我們不知道它的整個面貌。如果全息術在100年前發明，事情就簡單了。
受三維場景全息照片的啟發，科學家們想到了全息電影和全息電視。前蘇聯已經出現了實驗性的全息立體電影。這類電影放映時，觀眾看到的場景不是在銀幕上，而是在觀眾中間，讓人有身臨其境的感覺。至於全息電視，因為涉及的技術問題比較復雜，還在研究中。1982，德國電視臺播放的立體電視，不是激光全息電視。其原理與普通立體電影相同。看的時候妳應該戴壹副特殊的眼鏡。據預測，到本世紀末，電影和電視將被取代。屆時，人們的文化娛樂生活可能會因激光全景立體電影和激光立體電視的出現而變得更加豐富多彩。
全息術的另壹個重要應用是制作全息光學元件，在某些特殊場合可以代替玻璃。這種特殊的光學元件具有加工方便、體積小、重量輕、薄等優點。凹透鏡可以使光束發散，壹束平行光波將成為球面波。前面提到的用小顆粒拍攝的全息圖也會將平行光參考光束變為球面波；這種全息圖是壹種特殊的凹透鏡。凸透鏡和柱面透鏡等光學元件可以用類似的方法制造。這種元件像紙壹樣薄而輕，不會破裂。現在已經使用全息光學元件制成的望遠鏡，其厚度與普通近視鏡片相似。也有報道稱，由全息光學元件制成的玻璃窗不會影響人們的視線，但它們可以反射大量的陽光，並具有窗簾的功能。更有趣的是，它可以將其反射的陽光集中到安裝在窗戶屋檐下的壹排太陽能電池上，並將其轉換為電能供室內使用，這真是壹箭三雕。
全息技術具有看穿壹切的能力。由於全息圖可以準確地再現原始物體，我們可以用它作為標準來檢查原始物體是否發生了變化。事實上，只要有1微米的變化，就可以通過全息技術檢測到。科研生產部門還讓激光全息技術充當成品內在質量的“檢查員”。檢查時，給被檢查對象增加壹點壓力或熱量；如果壹個物體上有裂縫和微孔，它的表面就會發生相應的變化。盡管這種變化的程度極其微妙，肉眼無法察覺，但所有這些缺陷和隱患都暴露在全息攝影的“黃金眼”之下。這種方法不僅可以準確地檢查內部質量，而且具有不損壞被檢查對象的優點，特別適用於貴重物品。例如，對珍貴文物和古代雕塑的檢測。希臘科學家用這種方法來查明古代雕像的風化程度。在生產中，他們用這種方法檢查精密零件、飛機蒙皮和飛機輪胎的內部質量。在國外的飛機輪胎工廠中，已經使用了激光全息“檢查員”。這種方法也被用於生物學研究，例如研究頭骨在壓力下的變形以及研究蘑菇的生長速度。
目前仍在開發的是全息存儲技術。我們談到了全息攝影的特點，即存儲信息的能力。從理論上講，如果用光盤存儲信息，每平方厘米可以存儲大約65，438+006位，而如果使用全息存儲，每平方厘米可以存儲65，438+008位，高出65，438+000倍！而讀取信息的時間只有百萬分之壹秒！
現在，信息可以存儲在材料中。用於全息攝影的材料不是薄膜，而是壹整塊晶體可以存儲654.38+萬本書。壹個圖書館只需要存儲壹些記錄晶體。這似乎有點異想天開，但卻充滿希望。更重要的是，全息存儲的發展將促進計算機的發展和替代。
壹般的全息照片只能壹張張制作，價格也很高；除了科學研究之外，它只能被視為壹種高級藝術品。20世紀80年代，出現了壹種新的壓花全息技術。要用這種方法制作全息照片，必須先制作壹個金屬微凸版。用它作為印刷版，全息照片可以印在塗有金屬膜的特殊紙上。這比印刷郵票更方便，並且可以大量生產，成本大大降低，應用範圍更廣。
這種全息不僅具有三維效果；它在陽光或光線下呈現出許多顏色，在銀白色的金屬背景下看起來更加華麗。人們用它來裝飾書籍、玩具和旅遊紀念品，這很有吸引力。
這種全息攝影也包含豐富的信息，它完全取決於制作中使用的布景和拍攝方法，就像添加密碼壹樣。沒有原版印版，就無法復制。因此，它已成為防止假冒的有效手段。各種全息標記已經出現在鈔票、信用卡、磁卡和外交簽證上，以防止偽造。在中國，許多制造商也采用了全息商標來防止人們偽造商標和欺騙客戶。
值得壹提的是，全息攝影這壹重大技術成就是在壹個與普通攝影無關的科研領域發明的。發明家加伯研究這個課題的目的是提高電子顯微鏡的分辨率。他設計了這種新的成像方法，並在1948的科學雜誌上發表。但是當時還沒有激光這樣好的單色光，技術上有壹些困難。加伯沒有取得成果。他的論文
直到十多年後的1964年，全息技術才開始發展。很快，全息術成為壹種用途廣泛、發展潛力無限的新技術。加伯因其開創性的全息理論獲得了1971諾貝爾物理學獎。他被世界公認為“全息攝影之父”。