古往今来,人们一直梦想着几件事情:记录生活的影像;重现流逝的时间;重建三维的生活场景。我们生活在一个永恒变化的世界中,自己也在变老。正因为如此人们渴望"昨日重现"。更重要的是,这三个梦想也为科学研究提供有用的记录工具。由于科技的飞速发展,幸运的我们正在接近完善这些梦想。
1839年法国人达盖尔发明银板照像术,正式宣告现代实用照像术的开始。之后的一、二十年间,随着银盐明胶乳剂的发明,湿板和干板的感光灵敏度大大提高。到了1891年,出现了最接近全息技术的照相术:李普曼彩色照相法。虽然后来风靡世界的彩色胶卷采用的是另外的原理和技术,李普曼彩色照相法是迄今为止最真实还原物体色彩的方法,基于干涉原理来重现彩色。1947年丹尼斯.嘉伯为了提高电子显微镜的分辨率首次提出同轴全息并用汞灯做单色光拍摄了二维全息照片。1960年诞生了第一台激光器为全息照像提供了单色性更好、更亮的光源。
全息摄影术的原理其实非常简单,中学物理中的杨氏(托马斯.杨)双缝干涉实验是一切全息摄影的根基。它不仅仅证实了光的波动性,也极其远见地为三维影像记录提供了模型和实现方法。全息摄影术的原理简单说就是:用相干性的光源分别照射被摄物体和全息记录材料,以形成来自不同方向的物光和参考光,二者在全息记录材料上形成干涉条纹,被全息记录材料记录下来,再用原来的参考光去照射生成的干涉条纹,参考光经过干涉条纹形成的特殊衍射光栅后发生衍射,就再现了原来的三维影像。
虽然原理简单,但实现起来却是个漫长的过程,制约全息摄影术发展有两个因素:合适的相干光源;高灵敏度的全息记录材料。今天,相干光源随着激光技术的日新月异,已经迎刃而解,全息影像可以达到几十米甚至更长的深度。有朝一日,我们能够通过一个窗户大小的玻璃片,来欣赏空间尺度达到几十公里的景色,例如美国的大峡谷。高灵敏度的全息记录材料依然是目前研究的热点,因为全息摄影所要求的高分辨率和高灵敏度是两个相互制约的因素。我们的眼睛则是高分辨率和高灵敏度的结合,而这个看似简单的回答却包含了46亿年生物进化的结果。不远的将来,适合于家庭和公众的人像三维全息摄影将很快普及,每个人的青春将在三维尺度下被永远记录下来。
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