1、第五章 光学全息(Holography) 防 伪 硬包装烟盒 软 包装防 伪样 品袋 软 包装 样 品袋 软 包装 样 品袋 全息与 荧 光油墨印刷复合 全息防 伪 烟 标复合 标识 全息 隐 形加密与温 变油墨印刷复合 光学全息基本思想与原理概述 光波是电磁波，随时间振动，并在空间传播。光波照射物体时，其振幅和位相被空间调制。物光波的振幅给出物体的亮度（强度）信息，相位给出物体的方位（深度和位置）信息。 现有的感光材料及光电成像器件均是强度敏感记录介质和器件。 通常的照相摄影，采用的是感光胶片或 CCD，记录的都是成像光波的强度，失去了物体光波的相位信息。观察这种影像时，由于缺少了相位信息（
2、方位、距离和深度），所以失去了三维立体感。 若能采用某种方法把物光波的振幅和相位同时记录下来，并在一定条件下再现，则可看到包含全部信息的三维像，即使物体已经移开，仍然能看到原物体。光学全息术： 利用干涉原理，通过引入一个与物光波相干的参考光波与物光波干涉，将物光波的振幅和相位信息以干涉条纹（干涉图）的形式记录在某种介质上。然后利用光波衍射的原理，通过光波的衍射，再现原始物光波，从而再现原物体的三维像 。波前记录（全息记录）： 物光波与参考光波干涉的记录过程。全息图 ：在某种介质记录下物光波与参考光波形成的干涉图。波前再现 ：把全息图作为衍射屏，用符合一定条件的光波照射全息图，特定方位的衍射波就
3、可以再现原始物光波。全息：全部信息，振幅和相位5.1光学全息概述全息术发展可分为以下几个阶段：1.早在 1948年就由盖伯（ Dennis Gabor） 发现，由于受光源（水银灯）条件的限制，在激光（ 1960年）出现以前全息术的研究进展缓慢。（ 第一代 ）2. 1962年利 Leith和 Upatnieks提出了离轴全息术，复制出原始的物光。实现了激光记录激光再现。（ 第二代 ）3.激光记录白光再现，如反射全息、像全息、彩虹全息及模压全息等，能够在白昼环境下或一般白光照明下观察到三维图像。 （ 第三代 ）4、白光记录、白光再现 第四代 计算全息：用计算机计算波前及其干涉图，绘制输出到胶片上或
4、显示器件上。计算全息可实现对虚构物体的再现。此外还有微波全息、声全息等。 数字全息：用面阵光电检测器件（如 CCD）记录物光波与参考光波的干涉，用数字方法再现。波前记录是利用干涉法将物体发出的光波的全部信息记录在在某个平面上。再现过程是将冻结在记录面上的物光信息释放出来，使物光继续向前传播，且与原物光波无区别，使观察者能够看到逼真的物。5.2波前记录与再现5.2.1波前记录 ( wavefront recording )1.用干涉方法记录物光波波前光波信号包括振幅和相位，记录介质只对光强产生响应，因此必须把相位信息转换为强度信息的变化才能记录下来。干涉技术就能够提供这种相位到光强变化的转换。
5、被记录的总光强为传播到记录介质的物光波前传播到记录介质的参考光波前或第一项为平面波（或球面波），可认为是常数。第二项为物光在底片上的强度分布，是不均匀的，强度较弱。前两项基本上是常数，是直流项，对波前再现无用。第三项是干涉项包含了物光波的振幅和相位信息。参考光波可视为一种高频载波，其振幅和相位都受到物光波的调制。参考光波的作用是将物光波前的相位信息转换为干涉条纹的强度分布。参考光波的引入，使物光波的相位分布转换成了干涉条纹的强度分布（对比度、条纹间距、方向）2.干涉图记录到记录介质上形成全息图全息记录介质有多种。常用的是涂有卤化银乳胶的银盐感光板（或胶片）。经适当显、定影等处理后，就得到全息图。全息干板（胶片） 结构 感光过程 :光化学过程银盐乳胶吸收光子生成不可见的潜像，显影处理后得可见的像，定影后成永久的像。潜像形成过程： 银盐乳胶吸收光子后，分解成一些金属银小斑点（显影中心），在显影过程中，这些细小的显影中心使整个卤化银晶粒变成金属银沉淀下来，没有曝光或曝光不足的晶粒保持不变，定影出去未曝光的卤化银，而留下金属银。 记录过程的线性条件全息干板的透过率和曝光量关系（ t E曲线） 曝光时间 t t0为常数； 为 t E曲线的直线部分斜率（对负片为负、正片为正）为了把入射光强线性地变换为显影后负片的振幅透过率，应当把曝光量控制在 t E曲线的线性区。
