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星光点点(五)——裸眼可见的黑科技-全息术
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曾经的一代歌后邓丽君英年早逝,然而她留下的作品却无数次地回想在我们耳边,但令人没有想到的是在她逝世22周年时,日本综艺节目“邀请”她再一次为我们演唱了《我只在乎你》。
当你心跳加速,表露惊叹的同时,其实他们使用的全息技术早已经在我国崭露头角。不知你是否还有印象,在2015年春晚,四个李宇春同时登场表演,其中三个分身都是全息投影的像。
2016年的辽宁春晚,“美猴王”通过全息技术再现登天,令全国观众称赞不已。
这些技术像是魔术一般,让许多不可能发生的事情展现在观众眼前,所以很多人就把这些“栩栩如生”的影像当成了“全息技术”的实际运用。
然而,你可能看到的是“假全息”。

但事实上我们前面说的这些技术只是利用透明膜加上计算机的渲染效果,造成的错觉,它们都是利用了佩珀尔幻象这种古老的把戏重现。佩珀尔幻象(Pepper's ghost)是一种在舞台上与某些魔术表演中产生幻觉的技术。
首先舞台需要两层设置,演员在第一层表演,灯光透过一层玻璃或者胶片照射在演员身上,再通过这层玻璃片反射到放置在第二层的玻璃上,投影在实际上处于第二层的舞台上,就形成了 Pepper's Ghost 这一现象。

什么是全息术?

1947年D.伽柏从事提高的工作。受W.L.布喇格在X射线方面工作及F.的关于引入相干背景来显示位相的工作的启发,伽柏提出了全息术的设想以提高电子显微镜的分辨本领。1948年他利用首次获得了全息图及其再现象,从而创立了全息术,为此他在1971年获得了。
 50年代G.L.等人的工作大大扩充了再现理论。但是由于"孪生像"问题和光源相干性的限制,1955年以后全息术进入低潮阶段。
从1960年激光被发现之后,全息技术本身得到了快速发展。更准确、抗干扰能力更强的全息图出现了,全息技术也重新被提上了日程。
全息术(holography),利用干涉和衍射原理记录并再现物体光波波前的一种技术。
波前记录这个过程中,引入适当的相干参考波,使它与由物体衍射(或散射)的光(物光)相干涉,把这干涉场记录下来,照相干板经、处理就得到即可得到一张。全息图是与物体毫不相似的干涉图,它上面不仅记录了物光的振幅信息而且也把在普通照相过程丢失的位相信息记录下来。

波前再现过程中,记录下的全息图上细密的图样,如同复杂的,只是光栅条纹的方向和间距可能随位置变化。用均匀的激光光束照明全息图,一部分光直接透过。对于离轴全息图,有另外两束衍射光波向不同方向传播,可看作±1级衍射光。其中一束衍射光波传播到观察者眼睛里,和真实物体发出的光波作用完全相同,实现了波前再现。尽管物体已经移开,仍可看到原始物体的(原始像)。另一束衍射光波可看作原始物光波前的共轭波,传播形成物体的(共轭像),看到的像和原物体凸凹相反。由于再现的光波前携带有物波的振幅和位相信息,再现的像显示出物体的三维特性,具有视差效应。适当选择记录时参考光的倾斜角度,可使直接以及产生孪生像的两束衍射光传播时分离开,互不干扰。
 
全息技术,在我们的生活中将会有哪些应用?

1.激光全息防伪技术
激光防伪标识一般是多项激光全息技术的概括运用,如全息点阵、多通道技术、隐形加密等。标签表面折光效果好,防伪功能也相对较高。激光防伪标识可广泛运用于轻工、医药、化妆品、食物、电子行业的有价证券、名优商标、机要证卡及豪华工艺品等。
2. HUD抬头数字显示系统
抬头数字显示仪(Heads Up Display),又叫平视显示系统,它可以把重要的信息,映射在风窗玻璃上的全息上,使驾驶员不必低头,就能看清重要的信息。这种显示系统,原是军用战斗机上的显示系统,飞行员不必低头,就能在风窗上看到所需的重要信息。目前,一些高级汽车把它移植到汽车上来。
3. 全息投影桌
最近澳大利亚的Euclideon公司研发了一张全息投影桌,桌子中间是一块1.2米见方的显示屏,玻璃自身能够产生全息投影的影像。桌子通过玻璃内部的芯片来交流,提供玻璃的精确定位和观众所看的物件,计算并释放正确无误的投影。
它可以被用来销售预售房,也可以被用来鸟瞰整个城市,甚至整个国家。它将数位内容赋予生命,而且使得人们可以将通讯、学习和游戏视觉化。

看完了这些你是不是心动了呢?那就迈出你的一小步,实现人类的一大步,一起来探索全息的奥秘,让全息技术走进千家万户,造福广大人民群众。
 
 
专题三答案及获奖人员名单:

客观题:
1-8.√√√×√√√×
主观题参考答案:
9. 首先,自由空间光通信使用的信号光由于需要经过多个光纤光子器件(光纤放大器、探测器、隔离器、耦合器等),而1550nm位于石英光纤的低损耗窗口处,损耗低于0.2dB/m,因此可匹配光纤光子器件。其次,1550nm位于近红外,不可见,难于窃听并且可保证人眼安全。

 
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