激光全息技術(shù)是近代光信息處置土地中的一個(gè)重要組成部分。全息圖（Hologram）是蓋伯（Gabor）在1948年為改善電子顯微鏡像質(zhì)所提出的， 其意義是完整的記載。 蓋伯的實(shí)驗(yàn)解決了全息術(shù)發(fā)明中的基本問題， 即波前的記載和再現(xiàn)，但由于當(dāng)初缺少明亮的相干光源（激光器），全息圖的成像質(zhì)量很差。1962年隨著激光器的問世， 在蓋伯全息術(shù)的基礎(chǔ)上引入載頻的概念發(fā)明白離軸全息術(shù)，有效地克服了當(dāng)初全息圖成像質(zhì)量差的要緊問題——孿生像，三維物體顯示成為當(dāng)初全息術(shù)研究的熱點(diǎn)，但這種成像科學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了當(dāng)初經(jīng)濟(jì) 的發(fā)展， 制作和觀察這種全息圖的代價(jià)是很昂貴的，全息術(shù)基本成了以高昂的經(jīng)費(fèi)來(lái)堅(jiān)持不切實(shí)際的夢(mèng)想的代名詞。
1967年，Goodman和Lawrence使用光敏電子成像器件代表傳統(tǒng)的全息記載材料來(lái)記載全息圖，把所記載的全息圖存入計(jì)算機(jī)，之后用計(jì)算機(jī)模擬再現(xiàn)光，取代光學(xué)衍射進(jìn)行記載波前再現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了最早的數(shù)字全息圖記載和再現(xiàn)。但是由于當(dāng)初計(jì)算機(jī)技術(shù)和光敏電子成像器件的制約，數(shù)字全息技術(shù)一直沒能獲得很大的發(fā)展。隨著高辨別率光敏電子成像器件的出現(xiàn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提高，數(shù)字激光全息技術(shù)在近幾年才有長(zhǎng)足前進(jìn)。
數(shù)字激光全息（Digital Laser Holography）是一種全新的全息圖記載和再現(xiàn)方法。 與傳統(tǒng)全息相比， 數(shù)字激光全息技術(shù)放棄了傳統(tǒng)全息圖煩惱的前處置過(guò)程， 將數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)記載的圖像輸入到計(jì)算機(jī)中， 或用 數(shù)字圖像技術(shù)由計(jì)算機(jī)直接生成的圖像處置成為合成全息所用的二維圖片， 在計(jì)算機(jī)控制下通過(guò)空間光調(diào)制將圖片輸入到光路中，接著用一套程控系統(tǒng)完成全息圖的自動(dòng)記載。 數(shù)字激光全息技術(shù)不僅擺脫了實(shí)驗(yàn)室 實(shí)物拍攝的束縛，同時(shí)在仿真顯示和虛擬景物顯示方面有了新的突破。
數(shù)字激光全息技術(shù)的發(fā)展， 使其原有技術(shù)的龐大性和局限性獲得克服， 在實(shí)現(xiàn)圖像的三維動(dòng)態(tài)顯示、 真 實(shí)地記載與再現(xiàn)客觀事物土地的優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揚(yáng)， 同時(shí)能夠進(jìn)行自動(dòng)記載， 制作成本也大幅下降， 這一切 為數(shù)字激光全息技術(shù)的廣泛應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。 數(shù)字激光全息技術(shù)近幾年來(lái)在激光全息無(wú)損檢測(cè)、 數(shù)字激光 全息存儲(chǔ)、 數(shù)字激光全息成像和印刷等土地的應(yīng)用受到了極大的注目并取得了很大的進(jìn)展。 以下就這幾種應(yīng)用和發(fā)展作簡(jiǎn)要描述。
數(shù)字激光全息存儲(chǔ)技術(shù)
數(shù)字激光全息存儲(chǔ)技術(shù)是隨著激光全息技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種大容量、 高密度的存儲(chǔ)方法。 全息信息 存儲(chǔ)是使用傅立葉改換全息圖， 制作點(diǎn)全息圖排成陣列， 或者像唱片那樣排在旋轉(zhuǎn)圓盤上， 使用一個(gè)稱為空 間光調(diào)制器 （SLD：Spatial Light Modulator） 的裝置， 將一頁(yè)數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為二維圖像， 接著， 就可以生 成一幅全息圖。 全息信息存儲(chǔ)具有高存儲(chǔ)密度， 它是通過(guò)在感光材料的同一區(qū)域記載多張全息圖獲得的。 目 前，最常用的多重記載方法有多波長(zhǎng)，多角度，多相位記載。為了獲得更高的存儲(chǔ)密度，可以綜合使用幾種 多重記載方法。全信息存儲(chǔ)技術(shù)具有極大的冗余性，因此，介質(zhì)部分缺陷不妨礙數(shù)據(jù)的讀出。另外，由于沒 有移動(dòng)的部分， 同時(shí)每一頁(yè)的所有信息都同時(shí)并行存取， 這種存儲(chǔ)技術(shù)也有對(duì)任意存儲(chǔ)數(shù)據(jù)快速存取的潛力。
全息存儲(chǔ)技術(shù)是在 ５０ 年前由一位匈牙利物理學(xué)家發(fā)明的，但是直到今天他才真正成了英雄了現(xiàn)實(shí)。２００５ 年 ４ 月進(jìn)行的拉斯維加斯美國(guó)傳播媒體展（ＮＡＢ）上，美國(guó) Ｉｎｐｈａｓｅ 科技公司就展示了其 Ｔａｐｅｓｔｒｙ 驅(qū)動(dòng)器及全 息存儲(chǔ)碟片的原型。 全球首款全息光存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器Ｔａｐｅｓｔｒｙ。常埃埃覍⒂冢玻埃埃纺昴曛型懂a(chǎn)， 這款產(chǎn)品的應(yīng)用土地 定位在娛樂、科學(xué)、政府和醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)等需要進(jìn)行長(zhǎng)期、高容量數(shù)據(jù)歸檔的客戶。
存儲(chǔ)中的復(fù)用技術(shù)是全息光存儲(chǔ)所特有的技術(shù)特征， 采用有理的復(fù)用技術(shù)可以有效地增加系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量， 提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能。 全息光存儲(chǔ)中的復(fù)用技術(shù)要緊包括空間復(fù)用、 體積復(fù)用和混合復(fù)用三大類。 隨著 技術(shù)的發(fā)展，人們又提出了一些新型的復(fù)用技術(shù)。例如，１９９９ 年 Ｖ．Ｍａｒｋｏｖ 等人提出的靜態(tài)散斑復(fù)用技術(shù)； ２００１年， 清華大學(xué)提出了使用全息光存儲(chǔ)系統(tǒng)中隨機(jī)相位及自身位移產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)散斑實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)散斑復(fù)用技 術(shù)等。 相信隨著科技的不斷前進(jìn)， 會(huì)有更多優(yōu)秀的復(fù)用技術(shù)獲得開發(fā)和應(yīng)用， 從而可以更加充分地發(fā)掘全息 光存儲(chǔ)的存儲(chǔ)潛力，實(shí)現(xiàn)更大容量、高密度的數(shù)字存儲(chǔ)。
數(shù)字激光全息無(wú)損檢測(cè)技術(shù)
激光全息無(wú)損檢測(cè)是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中的一個(gè)新分支， 自上世紀(jì)６０年代末期發(fā)展起來(lái)， 已成為全息干涉計(jì) 量技術(shù)的重要應(yīng)用之一。激光全息無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用始于 １９７４ 年，當(dāng)初天津大學(xué)與南昌洪都機(jī)械 廠合作，用 Ｈｅ － Ｎｅ 激光器為光源，研制了一臺(tái) ＪＤ － ＩＩ 型全息干涉儀，用于強(qiáng) －５ 飛機(jī)上鋁面板蜂窩夾層結(jié) 構(gòu)的檢測(cè)。接著航空航天部門的一些要緊廠、所、院校掀起了一股研究激光全息無(wú)損檢測(cè)的熱潮。
多年來(lái)，激光全息無(wú)損檢測(cè)的理論、技術(shù)、照相系統(tǒng)和圖像處置系統(tǒng)都有了很大發(fā)展，在航空航天工業(yè) 中，對(duì)復(fù)合材料、蜂窩夾層結(jié)構(gòu)、疊層結(jié)構(gòu)、航空輪胎和壓服管道容器的檢測(cè)具有某些獨(dú)到之處，解決了用 其他方法無(wú)法解決的問題。 脈沖激光器出現(xiàn)之后， 排除了全息干涉過(guò)程中的隔振要求， 這就使激光全息無(wú)損 檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)成為也許。 目前， 由于視頻拷貝和計(jì)算機(jī)圖像處置技術(shù)的敏捷發(fā)展， 全息干涉 條紋圖像可以通過(guò) ＣＣＤ 攝像機(jī)，快速、準(zhǔn)確地輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字圖像處置，滿足無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的各種需 要。同時(shí)，國(guó)內(nèi)外研發(fā)機(jī)構(gòu)差不多將激光全息檢測(cè)技術(shù)與光纖、ＣＣＤ 和微機(jī)數(shù)字圖像處置等新技術(shù)相結(jié)合，形 成非接觸遠(yuǎn)距控制小型化檢測(cè)儀器， 擺脫了實(shí)驗(yàn)室的束縛， 也可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸， 把畸變?nèi)?干涉條紋圖像傳到專家辦公室， 由他們來(lái)對(duì)缺陷作出協(xié)同的診斷。 由此可以預(yù)測(cè)， 激光全息無(wú)損檢測(cè)與 ＣＣＤ 攝像、計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像實(shí)時(shí)處置等數(shù)字化技術(shù)相結(jié)合，將把這一技術(shù)推向新的發(fā)展高度。
數(shù)字激光全息成像和印刷技術(shù)
數(shù)字激光全息成像技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)順序控制、 全智能化設(shè)計(jì)和制作動(dòng)態(tài)激光全息圖像與文字的高新 技術(shù)。
１９９９ 年美國(guó) ＺＥＢＲＡ。桑停粒牵桑危 公司推出了真彩色數(shù)字化大面積大視場(chǎng)大景深光聚合物反照全息圖，推 動(dòng)了三維顯示全息圖的進(jìn)一步發(fā)展和市場(chǎng)化。ＺＥＢＲＡ 全息圖將全息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，形成新的 數(shù)字化自動(dòng)化象素全息圖技術(shù)， 全息圖顏色鮮艷逼真靜止， 水平和鉛直動(dòng)態(tài)視場(chǎng)分別可達(dá) １００ 度， 全息圖面 積可以任意大，使全息三維顯示技術(shù)在空間顯示，廣告宣傳、文物、人像、標(biāo)本、模型、實(shí)物圖像、抽象圖 像、工業(yè)數(shù)據(jù)、工業(yè)設(shè)計(jì)等方面的三維逼真空間顯示前進(jìn)了一大步，顯示了全息圖應(yīng)用光芒明媚的前景。
２００１ 年，曹漢強(qiáng)、朱光喜等研究出一種基于超復(fù)數(shù)系的數(shù)字全息圖像生成方法。制作過(guò)程是先在計(jì)算 機(jī)上采用 Ｖｉｓｕａｌ。茫担霸O(shè)計(jì)分形數(shù)字圖像序列生成系統(tǒng)， 生成模擬物體運(yùn)動(dòng)的數(shù)字圖像序列， 并通過(guò)過(guò)濾波 改換和動(dòng)感測(cè)試， 將分形數(shù)字圖像按生成順序輸出到晶瑩片上， 接著， 對(duì)晶瑩片進(jìn)行全息照相， 就能獲得一 張浮雕型的白光再現(xiàn)彩虹全息圖， 該全息圖再現(xiàn)時(shí)可看到不同層次的圖案， 產(chǎn)生出運(yùn)動(dòng)的結(jié)果， 色彩艷麗的 圖像給人以藝術(shù)的享受。 由于分形數(shù)字全息圖像生成過(guò)程具有較好的參數(shù)可控制性和不可逆轉(zhuǎn)性， 以及采用 了多層曝光，合成的防偽標(biāo)志難以仿制。在計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光全息技術(shù)、數(shù)字圖像處置技術(shù)、精密光學(xué)控制 技術(shù)、 衍射光學(xué)制造技術(shù)和工藝發(fā)展的基礎(chǔ)上， 激光無(wú)油墨印刷技術(shù)有了突破性的發(fā)展， 產(chǎn)生了激光防偽包 裝印刷這一新技術(shù)，在包裝、印刷和防偽行業(yè)有巨大的發(fā)展空間。
數(shù)碼激光圖像技術(shù)的核心是數(shù)碼激光圖像的生成、處置、控制和制作技術(shù)，２００３ 年蘇州大學(xué)信息光學(xué) 工程研究所在國(guó)內(nèi)外首次提出了數(shù)碼激光全息照排的概念， 研制成功了 “數(shù)碼激光全息照排系統(tǒng)” （Ｄｉｇｉｔａｌ－ Ｌａｓｅｒ。常摹。停幔螅簦澹颍椋睿纭。樱螅簦澹恚， 通過(guò)數(shù)年的不懈努力， 在市場(chǎng)需求的刺激以及 “國(guó)家重點(diǎn)科技（攻關(guān)）計(jì)劃” 的 資助下，一種新型的具有國(guó)際領(lǐng)先水平的 “數(shù)碼激光立體（全息） 照排系統(tǒng) －ＨｏｌｏＭａｋｅｒ” 研制成功， 并差不多 投入批量生產(chǎn)。 “數(shù)碼激光立體 （全息） 照排系統(tǒng)” 的發(fā)明， 使得激光全息圖像的設(shè)計(jì)和制作完全擺脫了實(shí) 驗(yàn)室的手工經(jīng)驗(yàn)方法而走向全數(shù)字化， 與一般的激光照排系統(tǒng)顯著不同的特點(diǎn)是， 數(shù)碼激光立體 “ （全息） 照 排系統(tǒng)” 不僅能處置和生成平面圖形和文字， 同時(shí)能處置和生成具有立體感的、 動(dòng)態(tài)的激光圖像和文字， 激 光圖形與文字具有顯著的動(dòng)態(tài)結(jié)果。
數(shù)字激光圖像是完全不同于一般印刷圖像的空間變化的新型圖像， 對(duì)它的研究開發(fā)和應(yīng)用將會(huì)帶來(lái)多方 面的技術(shù)進(jìn)展和行業(yè)的技術(shù)前進(jìn)， 特別為包裝材料與印刷業(yè)帶來(lái)一個(gè)重大的革新性變化：推動(dòng)一個(gè) “激光防 偽包裝材料生產(chǎn)行業(yè)”的形成，F(xiàn)在世界范圍內(nèi)每年全息材料的銷售額超過(guò) １０ 億美元，同時(shí)呈逐年增加的 趨向，其中用于安全防偽目的的全息材料占全息市場(chǎng)的 ６０％ 以上？梢灶A(yù)見，隨著社會(huì)的前進(jìn)和經(jīng)濟(jì)的發(fā) 展，這一市場(chǎng)的規(guī)模會(huì)更大、技術(shù)水平會(huì)更高。
