全息技术在显示领域的应用与发展前景

全息技术在显示领域的应用与发展前景

摘要：全息显示技术突破了传统声、光、电局限，将美轮美奂的画面带到观众面前，给人一种虚拟与现实并存的双重世界感觉。本文将从全息显示的理论基础、现代显示技术的全息应用以及全息显示的发展潜力与趋势三个方面来探讨全息显示。未来全息显示技术市场发展潜力将是无可估量的。

关键词：全息技术3D投影全息照相全息印刷

Holographic Technology in the Application of the Display and

Development Prospects

Abstract：Holographic display technology breaks through the traditional limitations of sound, light, electricity,and will bring magnificent picture to the audience, give us a kind of virtual reality coexist with the double world feel. This text will discuss holographic display from three aspects that the holographic display theory basis, modern display technology of holographic application and holographic display development potential and trend in this show. The development potential of future holographic technology market will be invaluable.

Keywords：Holographic 3D projection hologram Holographic Printing

引言：

全息技术其实就是实现真实的三维图像的记录和再现。记录的难题早在1947 年就被攻克。伦敦大学帝国理工学院的丹尼斯•伽伯博士发明了全息立体摄像，并因此获得1971年的诺贝尔物理学奖。一般的三维图只是在二维的平面上通过构图及色彩明暗变化实现人眼的三维感觉，而全息立体摄影产生的全息图则包含了被记录物体的尺寸、形状、亮度和对比度等信息，能提供“视差”。观察者可以通过前后、左右和上下移动来观察图像的不同形象——如同有个真实的物体在那里一样。

经过近十几年的发展，全息技术在实际中的应用已相当广泛。目前，计算全息的主要应用范围是：二维和三维物体像的显示；此外，在安全方面也有独特的优点。随着大容量、高速度计算机的不断出现，以及激光扫描器、电子束、粒子束等成像技术的发展，计算全息必将显示更大的优越性，展宽更多的应用领域。全息技术的产品正越来越多地走向市场，而且这种新技术正以极大的魅力吸引着众多的科技人员致力研究, 其发展前景无限美好。

一、 全息显示的理论基础

要实现全息显示，其第一步是利用干涉原理记录物体

光波信息，此即拍摄过程：被摄物体在激光辐照下形成漫

射式的物光束；另一部分激光作为参考光束射到全息底片

上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和

振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的

反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉

条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全

息图，或称全息照片。 其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息，这是成象过程：全息图犹如一个复杂的光栅，在相干激光照射下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象，即原始象（又称初始象）和共轭象。再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息，故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像，通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像，而且能互不干扰地分别显示出来。

二、 现代显示技术的全息应用

1. 全息3D 投影 全息3D 投影技术是近些年来流行的一种

高科技技术，全息立体投影是通过光的偏振原

理来实现的，即采用两台投影机同步放映图

像，将两台投影机前的偏光片的偏振方向互相

垂直，让产生的两束偏振光的偏振方向也互相

垂直。而偏振光投射到专用的投影幕上再反射

到观众位置时偏振光方向须不改变，观众通过

偏光眼镜每只眼睛只能看到相应的偏振光图像，从而在视觉神经系统中产生立体感觉。这种全新的互动展示技术将装饰性和实用性融为一体，在没有图像时完全透明，给使用者以全新的互动感受，成为当今一种最时尚的产品展示和市场推广手段。如今，人们利用全息投影技术来展现文化与科技的融合。

2. 全息照相

激光全息照相是利用激光的相干性原理,将物体对光的振幅和位相反射(或透射)情况同时记录在感光板上,也就是把物光的所有信息全部记录下来,形成三维空间的立体图像。这种照相技术与常规的照相方法相比有独特的优点。它对疑难痕迹物证的检验,特别是无反差痕迹的检验、保留痕迹物证的检验具有重要的推广使用价值。在全息照相中,感光片记录的不

图2全息投影膜

图1全息术原理

是图像,而是光波。

如图3所示,是漫反射全息照相拍摄(记录)的

光路,分束镜将激光光束分成两束,一束激光经平

面镜M1、扩束镜L1照射到被摄的物体上, 经物体

的漫反射, 照射到全息干板E 上,称为物光U0 另

一束激平面镜M2、扩束镜L2 直接照射到全息干

板E 上,称为参考光UR 。两束光将在全息干板上产

生干涉,形成干涉条纹。

全息图的观察方法如图4所示，原物虚像的

观察比较简单，只要将处理后的全息图放在原处

用参考光波照明，沿着原物光波的方向观察即可

以看到原物的虚像，若想得到一个没有畸变的实像则用原参考光

的共轭光波来照明全息图，然后用一块毛玻璃在如图5所示被摄物处移动可接收到实像。 3. 激光全息印刷

激光全息印刷即激光彩虹全息印刷，是一种利用光学技术的高新印刷工艺。它不仅可以再现原物的主体形象，还可以随观察视线方位的变化，显现原物不同

的侧面形状，激光全息图像利用白光衍射光栅的原理，使图像效果多变、

五光十色、绚丽多彩、色彩神气、层次明显、生动逼真、信息及技术含

量高，激光全息图像的制作和复制技术含量高，需要专业人才，加工工

艺复杂，设备昂贵，图像本身具有难以仿制的特点，因此，它在20世

纪80年代就开始广泛用于防伪领域。目前随着加密全息、三维全息和

真彩色全息等高新技术的引入，以及用防揭型和烫印型两种电化铝薄膜

制作模压的全息图的推广应用，更加大了激光全息材料的防伪力度。 三、 全息显示的发展潜力与趋势

显示技术的发展经历了静态到动态图像显示，黑白到彩色显示，模拟到数字，低清晰度到高清电视的发展过程，目前又逐步从平板显示发展到视差立体显示，由于人类是天然的三图3全息照相的记录光路

图4观察虚像 图5观察实像

图6全息防伪标签