右眼 左眼
乔丹合成全息
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彩色全息术
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单波长激光记录的全息图是单色的。 单波长激光记录的全息图是单色的。彩色全息术的目的则是 记录和再现彩色三维全息图像。 记录和再现彩色三维全息图像。 彩色全息术涉及两个基本问题：三原色信息的获取和再现。 彩色全息术涉及两个基本问题：三原色信息的获取和再现。 三原色信息的获取有两种方法： 三原色信息的获取有两种方法： 一种是用含有三原色的复合激光作为光源照明彩色物体 另一种方法是对彩色二维图片进行分色处理， 另一种方法是对彩色二维图片进行分色处理，以黑白的三原 色图片作为全息记录的物 在获得三原色信息后，用三色激光再现时， 在获得三原色信息后，用三色激光再现时，每一波长的激光 将再现三幅不同大小和位置略有不同的全息图， 将再现三幅不同大小和位置略有不同的全息图，三个波长的 激光将再现九幅全息图，发生色串扰。 激光将再现九幅全息图，发生色串扰。 解决色串扰是彩色全息的重要研究课题， 解决色串扰是彩色全息的重要研究课题，激光再现彩色全息 常用编码技术或多方向参考光解决色串扰， 常用编码技术或多方向参考光解决色串扰，而白光彩色全息 常采用彩虹全息或反射全息方法解决色串扰。 常采用彩虹全息或反射全息方法解决色串扰。
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彩色激光全息拍摄系统
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真实人像集成彩色全息立体再现像 彩色彩虹全息再现像
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彩色全息的激光器
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人眼的颜色感觉既包含生理过程， 人眼的颜色感觉既包含生理过程，又包含心理过程 通常人们用三原色的刺激值来描述颜色， 通常人们用三原色的刺激值来描述颜色，每一种颜色都用 三刺激值表示，每一种颜色都可用色度图的一点（x，y） 三刺激值表示，每一种颜色都可用色度图的一点（ ， ） 来表示 用三个光谱色按比例变化来混合成的彩色都在这三个光谱 色围成的三角形内，这个三角形面积越大， 色围成的三角形内，这个三角形面积越大，配出的颜色越 多 氩离子激光器的457.9nm和 514.5nm以及氦氖激光器的 和 氩离子激光器的 以及氦氖激光器的 632.8nm一组，氪离子激光器的 一组， 一组 氪离子激光器的647.1nm和520.8nm以及氦 和 以及氦 镉激光器的441.6nm又是一组，这两种选择既能在色品图 又是一组， 镉激光器的 又是一组 上获得较大的三角形面积， 上获得较大的三角形面积，又仅使用两种激光器比较经济
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电铸—模板的制造 电铸 模板的制造
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电铸的目的是把光刻胶表面上的浮雕形条纹转移到金属板上，它 电铸的目的是把光刻胶表面上的浮雕形条纹转移到金属板上， 也分三个过程 第一个过程是对光刻胶表面金属化:通常采用化学沉积方法。 第一个过程是对光刻胶表面金属化: 通常采用化学沉积方法。化 学沉积的过程是：先对光刻胶板表面进行清洁敏化处理， 学沉积的过程是：先对光刻胶板表面进行清洁敏化处理，使光刻 胶表面离子化，形成均匀分布的离子颗粒（即反应中心） 胶表面离子化，形成均匀分布的离子颗粒（即反应中心），再使 用硝酸银溶液在光刻胶表面发生银镜反应，在光刻胶表面形成一 用硝酸银溶液在光刻胶表面发生银镜反应， 薄层银导电层，完成金属沉积过程 薄层银导电层， 第二个过程是电铸:用化学电镀的方法使金属层加厚。 第二个过程是电铸:用化学电镀的方法使金属层加厚。经十小时 左右的时间电铸后，金属沉积厚度约0 mm。 左右的时间电铸后，金属沉积厚度约0 .1 mm。在金属层与光致抗 蚀剂剥离后，金属表面上就具有了浮雕型条纹，得到“头板” 蚀剂剥离后，金属表面上就具有了浮雕型条纹，得到“头板” 第三个过程是翻铸工作板:先将头板在钝化液中作钝化处理， 第三个过程是翻铸工作板:先将头板在钝化液中作钝化处理，使 表面生成一层金属氧化物，然后在头板上用电镀的方法沉积镍， 表面生成一层金属氧化物，然后在头板上用电镀的方法沉积镍， 制成第二道板。再几次经同样的过程， 制成第二道板。再几次经同样的过程，即得到直接用于模压的工 作镍板。 作镍板。
R x
CL L1 O1 H L2 E z
L3 S
y
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360° 360°合成全息的再现光路
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360°合成全息的再现光路如下图示， 360 ° 合成全息的再现光路如下图示，将显影处理后的全息软片弯成圆 筒状，其半径等于像散系统与全息软片的距离， 筒状，其半径等于像散系统与全息软片的距离，白光点光源位于圆筒 轴上， 轴上，距圆筒的距离与原参考光发散点距软片的距离相等 进入观察者左、右眼的两个像来自带有水平视差的不同的窄条单元， 进入观察者左、右眼的两个像来自带有水平视差的不同的窄条单元， 将圆筒装在一个电动机上，使全息图发生旋转， 将圆筒装在一个电动机上，使全息图发生旋转，人眼就能通过不同的 全息单元观察到三维物体的不同侧面，如果拍摄的是活动图像， 全息单元观察到三维物体的不同侧面，如果拍摄的是活动图像，由于 人眼的视觉暂留， 人眼的视觉暂留，人眼观察到的将是三维活动图像
He-Ne
O R1 Ar+
He-Ne
Ar+ y H1
H1
y H O′
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全息图的复制
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全息图的制作需要激光器以及许多特殊的设备， 全息图的制作需要激光器以及许多特殊的设备，每一张全息 图都从头至尾用激光器制作是不经济的， 图都从头至尾用激光器制作是不经济的，全息图的廉价复制 也是全息显示技术的重要方面 全息图的光学复制 扩束激光
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彩色彩虹全息记录二维彩色照片 彩色彩虹全息记录二维彩色照片
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彩虹全息实现彩色全息在一张全息记录材料上记录三张彩虹全息图， 彩虹全息实现彩色全息在一张全息记录材料上记录三张彩虹全息图，它 们分别是三基色全息图像，三基色中的每一基色对应的狭缝在空间重合， 们分别是三基色全息图像，三基色中的每一基色对应的狭缝在空间重合， 三基色的全息图像的复合就形成了彩色全息 用彩虹全息方法记录二维彩色照片的方法如下图示。母全息图H 用彩虹全息方法记录二维彩色照片的方法如下图示 。母全息图 M 的记 录光路如左图，其中O 录光路如左图，其中 1、O2、O3分别是二维彩色照片的三原色分色反转 对全息干板的不同部分分别曝光，得到三个狭窄子全息图H 片，对全息干板的不同部分分别曝光，得到三个狭窄子全息图 1、H2和 H3，作为母全息图记录彩虹全息，光路如右图。 作为母全息图记录彩虹全息，光路如右图。
合成全息技术
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用全息技术还可以实现体视三维显示， 用全息技术还可以实现体视三维显示，这一技术称为合 成全息， 成全息，或准三维显示 它的基本方法是将一系列从不同角度拍摄的普通二维相 它的基本方法是将一系列从不同角度拍摄的普通二维相 基本方法 片通过全息记录的方法记录在一张全息软片或干板上 当用白光再现全息图时，人的双眼观察到的是不同角度 当用白光再现全息图时， 二维相片， 二维相片，以人眼的双眼视差实现三维显示
x R H z
y L2 O1 D S
L1
3
360° 360°合成全息
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下图是角度多路全息合成系统的光路， 是照明系统， 下图是角度多路全息合成系统的光路，L1是照明系统， L2是投影成像透 角度多路全息合成系统的光路 是作为场镜用的球面透镜，CL是柱面透镜 是柱面透镜， 镜，L3是作为场镜用的球面透镜，CL是柱面透镜，它们组合形成一个像 散成像系统。 是二维照片，它被L 成像于场镜L 全息软片位于xy 散成像系统。O1 是二维照片，它被L2 成像于场镜L3 处。全息软片位于xy 平面，前面放置一狭缝S 全息软片与二维照片同步卷动， 平面，前面放置一狭缝S，全息软片与二维照片同步卷动，每一张二维 照片在狭缝后形成窄条基元全息图
HM
O′
H
图9.20反射全息的复制光路
全息图像被H的透过光再入射激光直接入射至 的光作 的透过光再现 为参考光， 为参考光，HM的再现像与参考光干涉形成反射全息
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全息图的模压复制
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模压全息类似于凹凸印刷技术，复制成本相当低廉。 模压全息类似于凹凸印刷技术， 复制成本相当低廉 。模压全息 的基本过程分三个阶段 彩虹全息光致抗蚀剂母板制作、 分三个阶段: 的基本过程分三个阶段:彩虹全息光致抗蚀剂母板制作、电铸金 属母板、 属母板、模压复制 制作模压全息的第一个过程是制作表面浮雕型全息图。 制作模压全息的第一个过程是制作表面浮雕型全息图。 模压全 息是在白光再现下观察的全息图，母板是彩虹全息， 息是在白光再现下观察的全息图 ，母板是彩虹全息 ，记录材料 通常是光致抗蚀剂。 通常是光致抗蚀剂。 在模压全息制板中绝大部分采用二步法多 色彩虹全息。 色彩虹全息。 多色彩虹全息的制作方法与二维彩色彩虹全息的制作方法相似， 多色彩虹全息的制作方法与二维彩色彩虹全息的制作方法相似， 只是二维图片不是采用彩色分色片， 只是二维图片不是采用彩色分色片， 而是设计好的二维黑白透 明片。多色彩虹的物体也可以是三维物体， 明片 。多色彩虹的物体也可以是三维物体， 或同时存在三维物 体和二维图片，制作方法大同小异， 体和二维图片 ， 制作方法大同小异， 母全息图的狭缝数量可以 超过三个，多色全息图的色彩和层次也可以有多个。 超过三个，多色全息图的色彩和层次也可以有多个。
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二维图片的记录
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用作记录合成全息的二维图片的制作方法如下图示
O O
O 摄影底板
透镜阵列
左图是平排相机，中图相机排成圆弧状，或让物体转动时用 图是平排相机， 图相机排成圆弧状， 电影摄影机拍摄。 电影摄影机拍摄。 11是用小透镜阵列拍摄物体不同角度的像 是用小透镜阵列拍摄物体不同角度的像， 右图9.11是用小透镜阵列拍摄物体不同角度的像，这一列阵 可以是一维的，也可以是二维的。一维列阵与左 可以是一维的，也可以是二维的。一维列阵与左图的作用一 二维列阵可以获得更多的信息量， 样，二维列阵可以获得更多的信息量，用于记录反射全息
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