全息影片技術　　一．全息影片概述　　立體影片的歷史幾乎和普通影片一樣長久。1939年在紐約舉行的世界博覽會內建立了第一座大型立體影片院，但觀看時需要戴上一副用正交線偏正片做成的眼鏡，眼鏡感到比較疲勞。二次世界大戰后，寬銀幕影片得到迅速發展，但無論如何寬銀幕影片本身不是三維的。全息技術的發明給真正的三維影片帶來了希望之光。與立體影片相比，全息影片的主要優點有：　　1.能得到三維全息影像。對這樣的影像，即使觀察者頭部不經意的輕微移動也會使影像的透視改變，如同看真實物體一樣。并且觀察者的眼睛處于自然觀察狀態，因此長時間的觀察也不會感到疲勞。　　2．高的信息記錄密度。一般全息影片軟件具有高的分辨本領。例如前蘇聯PE型軟片，其感光乳膠顆粒的平均直徑為5~12nm，分辨率達到每毫米1000條線以上，比目前影片用的彩色膠片的分辨率高幾十倍。　　3.記錄傅里葉變換全息圖時，全息像每個小單元的信息都分布在全息圖整個表面上，這不僅使軟片上的畫面尺寸縮小很多倍，而且畫面上的劃痕和臟點不會導致像質變劣。此外傅里葉變換全息圖還有一重要的適合于影片的性質，即全息圖做垂直于光軸移動時，再現像是靜止的。利用這一性質，便可制造簡單可靠的、能使軟片做緩慢而連續移動的影片放映機。　　4.全息影片采用位相記錄，與普通影片相比，膠片對光的吸收大大減少，因此，影片放映時全息膠片發熱不明顯。　　5.多（線）聚焦全息銀幕的亮度系數比普通的影片屏幕搞許多倍，故前者在放映中需要的光能少。　　原蘇聯于1976年首次放映了全息影片，軟片記錄的是像全息圖。放映的是一臺女孩的全身像，手持鮮花舉在臉前，從屏幕中走出來。每個觀眾在自個的座位上下、左右擺動頭部，可以繞過花束看到她的臉。因此，看到的是一臺真實的三維像。像的亮度完全比得上普通二維影片。　　1982年法國公開展覽了海鷗一邊展翅搏動，一邊向觀眾飛來的全息動畫，它是由巴黎大學影片藝術實驗室以及貝尚松大學光學實驗室的四人制作的菲涅爾型多種狹縫全息圖。　　1983年10月歐洲首次采用脈沖激光器在35mm軟片上制作了每秒24幀的全息影片，后來又在26mm的軟片上制作了每秒25幀的全息影片。其中之一現實的是一位女士向著觀眾扔肥皂泡。　　二．全息影片原理　　用全息攝影的方法制作和顯示的影片。影像是立體的，有縱深感，亮度范圍比普通攝影和影片大得多。　　全息影片　　全息攝影是利用光波的干涉現象來記錄影像和重現影像。全息片完全是光波波前的記錄，直接看到的只有許多細紋組成的圖案，看不出和拍攝對象有任何相似之處。但是,當用激光來照射全息片時,不需戴任何特殊的眼鏡，就能看到在全息片后有一臺完全立體的影像。拍攝全息片要用相干光源和高分辨率的感光片，還需規定光路的分光束器和反光鏡，但不用物鏡。拍攝過程如圖：相干光源分為兩束，一束直接射向感光片,稱參考光束；一束射向被攝物體，經它反射再達到感光片，稱為物體光束 。兩條光束在感光片平面相遇，由于它們所經光程不同，以致相位不同，因此發生干涉現象，產生干涉圖案，由感光片記錄下來，成為全息片。　　相干光源發出的光的波長和方向是相同的，它是波前為平面、連續前進未受干擾的單色光。這種光是產生干涉圖案的重要條件產生全息圖的原理可以追溯到300年前，也有人用較差的相干光源做過試驗，但直到1960 年發明了激光器──這是最好的相干光源──全息攝影才得到較快的發展。　　三．全息影片的記錄和再現　　1.菲涅爾型　　全息影片采用兩步拍攝。首先拍攝的主全息圖H1，如圖2所示。將一水平狹縫S置于全息干板前面。在垂直方向一邊移動狹縫S，一邊拍攝連續動作的物體Oi。這樣得到的主全息圖H1由一系列的窄條全息圖Hi組成，他們的再現像在水平方向具有視差、在縱向具有時差，用記錄時參考光R1的共軛光波R1*再現H1，將全息干板置于各個再現像之間的適中位置，引入參考光R2，然后記錄菲涅爾全息圖H2，如圖3所示。如用R2的共軛光波R2*照明H2，就能再現主全息圖H1的一系列狹縫實像，觀察者便能看到從與該狹縫像對應的窄條全息圖所再現的像。由于記錄時狹縫S垂直移動，因此，在狹縫相面上、下移動觀察點，便能觀察到具有連續動作的像，也可以讓觀察者的位置固定不變，而改變全息圖H2的照明光的角度，或在垂直方向移動全息圖H2，此時狹縫再現像的位置就相應上、下移動，觀察就能看到具有上、下水平視差的動畫片。　　圖4是用雙色激光拍攝全息圖H2的光路圖，先放置由紅激光拍的主全息圖H1r，紅色參考光與干板法線夾45度角，H2r為50cm*60cm的8E75干板，其上拍攝H1r再現實像的菲涅爾全息圖，然后換上綠激光拍攝的主全息圖H1g，綠色參考光從干板法線另一側45度引入，H2g為50cm*60cm的8E56干板，重復拍攝全息圖。要注意的是，H2r放置時應使其乳膠面迎向參考光，而H2g的乳膠面背對參考光。曝光后的干板經D-19顯影、漂白、干燥，并將H2r、H2g的乳膠面對貼，就成為最終的全息圖H2。　　H2再現動畫裝置如圖5所示，照明紅光、綠光沿H2法線兩側45度角方向進入家用投影裝置，當照明光到H2的距離為2.75m時，可求得狹縫實像到H2的距離為2.24m。此事全息圖H2的再現狹縫實像長2.24m，足夠6個人同時觀看。　　2.彩虹型　　將彩虹全息圖的原理應用于多重狹縫全息圖，可以實現白光再現。首先按圖2所示的光路記錄合成主全息圖H1，光源采用He-Ne激光。當H1用共軛參考光R1*照明再現時，在H1前面放置兩條垂直狹縫Sl和Sr，如圖6所示。然后在各再現像的適中位置拍攝全息圖H2，參考光在水平面內，以保證H2在水平方向有較高空間頻率。H2再現時，如果照明光為共軛參考光R2*，則在空間再現H1的狹縫實像和垂直狹縫實像Sl‘和Sr’，如圖7所示。若采用白光作為照明光，那么如圖8所示，就會在空間再現狹縫Sl和Sr的彩虹像。觀察者通過狹縫實像可以看到再現像。觀察者沿水平方向移動就會看到不同顏色的再現像。若在狹縫相面垂直移動觀察點，可以看到全息動畫像。　　3.反射型　　合成主全息圖H1仍采用圖2的光路拍攝，記錄光波為He-Ne激光。然后用共軛參考光R1*再現H1的實像作為第二次記錄時的物，此時拍攝反射全息圖H2，它的有點事可以白光再現，視場大。將白光點光源發出的照明光以不同的角度照明全息圖H2，便能簡單地再現活動像。　　四．全息影片應用的困難　　1.高功率脈沖激光器。拍彩色片需研制紅、綠、藍三原色波長的脈沖激光器，其脈沖能量為1~10 J，重復頻率為25Hz，想干長度達到10m以上。分局一般全息軟片的感光靈敏度，脈沖能量為1J的三臺激光器可以拍攝100m•m的場面，10J的課拍攝1000m•m的場面。　　2.全息影片軟片。要求軟片的感光靈敏度一次曝光時約為5~10uJ/cm•cm，并要求其衍射效率約為50%~70%，信噪比約為50~100.　　3.全息銀幕。銀幕應能現實三原色波長拍攝的彩色三維像，幕寬6~8m，能容納200~400個座位的觀眾。　　4.全息影片影像的質量。主要是消除激光散斑造成的影像。　　5.全息影片的聲音質量。在狹縫全息影片系統中，軟片的傳送速度慢，會給聲音的記錄和再放帶來某些困難。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的全息影片技术的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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