全息技術是由倫敦大學倫敦帝國學院的丹尼斯·加博爾博士發明的。他也在1971獲得了諾貝爾物理學獎。起初,Gabor博士只是想提高掃描電子顯微鏡的分辨率。20世紀60年代初,密歇根大學的研究人員利斯和烏帕特涅克斯制作了世界上第壹套三維全息圖像。在這段時間裏,前蘇聯的尤裏·丹尼舍克也開始嘗試制作能用普通白光觀看的全息圖。現在,全息技術的不斷發展為我們提供了越來越精確的三維圖像。
全息原理是“壹個系統在原理上可以用其邊界上的某些自由度來完全描述”,這是基於黑洞的量子性質而提出的壹個新的基本原理。其實這個基本原理跟量子元素和量子比特結合的量子理論有關。它的數學證明是,時空的維度有多少,量子元素就有多少;有多少量子位就有多少量子位。它們共同構成了壹個類似於矩陣的時空有限集,即它們的排列組合集。全息不完全性是指所選排列數、所選空集和所選全排列之間存在對偶。即時空某壹維的全息完全等價於少壹個量子位排列數的全息;這類似於“量子避錯編碼原理”,從根本上解決了量子計算中編碼錯誤導致的系統計算誤差問題。時空的量子計算類似於生物DNA雙螺旋結構的雙* * *軛編碼。它是壹臺量子計算機,把實部和虛部,正負雙* * *軛編碼組織在壹起。這可以稱為“生物時空科學”,其中“熵”類似於“宏觀熵”,不僅指混沌程度,還指壹個範圍。時間是指壹個範圍嗎?從“從生活”來說,應該是指。因此,所有的位置和時間都是範圍。位置熵是面積熵,時間熵是熱力學箭熵。其次,類似於N個數元素和N個數比特的二進制排列的二進制排列類似於N個數行和N個數序列的行列式或矩陣。區別之壹是行列式或矩陣比N個元素和N個比特的二進制排列少壹個量子比特。這和全息原理類似嗎?N個數元素和N個數比特的二進制排列是壹個可積系統,其動力學可以類似於低壹個量子比特的N個數行和N個數序列的行列式。在數學上,它可能被證明或探索。
全息技術也被稱為“全息攝影”。壹種新的攝影技術,可以記錄被攝對象反射的光波中的所有信息。1948年,英國匈牙利科學家加博爾提出並證實了全息攝影的原理。1960年激光的發現提供了良好的相幹光源,使全息術迅速發展並得到廣泛應用。1971年,gabor獲得諾貝爾物理學獎。
全息攝影不同於傳統攝影。底片上記錄的不是三維物體的平面圖像,而是光場本身。常規攝影只記錄了被報道物體表面的光強變化,即只記錄了光的振幅,而全息攝影記錄了光波的所有信息,忘記了記錄光波除振幅外的相位。也就是說,三維物體的光波場的所有信息都存儲在記錄介質中。
全息攝影是壹種無透鏡的兩步成像。其原理是:利用物光和參考光的幹涉,在感光膠片上記錄壹個幹涉圖案,稱為全息圖(即全息圖),相當於把膠片做成不規則的光柵,然後利用全息圖對適當照明光的衍射,提取出原始的三維圖像。後壹個過程叫做繁殖。全息圖是壹種天然的信息存儲器,它可以將凍結的景象“復活”在人們面前。由於這種獨特的性能,全息圖被廣泛使用。如用於研究火箭飛行的沖擊波、飛機機翼蜂窩結構的無損檢測等。現在不僅有激光全息術,還有白光全息術、彩虹全息術、全景彩虹全息術,使人們可以看到場景的各個側面。全息三維顯示正朝著全息彩色立體電視和電影的方向發展。
除了用光波生成全息圖,還發展到用計算機生成全息圖。全息圖用途廣泛,可制成各種薄膜光學元件,如各種透鏡、光柵、濾光片等。,可以在空間重疊,非常小巧輕便,適合太空飛行。用全息圖存儲數據,具有容量大、易提取、防汙等優點。
全息攝影的方法從光學領域擴展到了其他領域。如微波全息術和聲全息術,已經得到了很大的發展,並成功地應用於工業醫療。地震波、電子波和X射線的全息照相術也在深入研究之中。
1,反德西特空間,即點、線、面內空間,是可積的,因為點、線、面內空間與點、線、面外空間的交界處趨於“超零”或“零點能”零,所以這裏是可積系統,它的任何動力學都可以用壹個低維場論來實現。也就是說,由於反德西特空間的對稱性,點、線、面內空間場論中的對稱性大於原點、線、面外空間的洛倫茲對稱性。這個較大的對稱群稱為* * *形對稱群。當然,這可以通過改變反德西特空間內部的幾何來消除這種對稱性,使等效場論沒有* * *對稱性。這可以稱為新的* * * *形狀。如果把Madsina空間看作是“點外空間”,那麽壹般的“點外空間”或“點內空間”也可以看作是類球面空間。反德西特空間,即“點內空間”,是場論中的壹個特殊極限。“點內空間”中經典引力和量子漲落效應的計算非常復雜,只能在壹個極限下進行計算。比如類似上面反德西特空間的宇宙質量軌道圈暴漲率是光速的8.88倍,這是在壹個極限下做出的。在這種極限下,“點內空間”過渡到壹個新的時空,或者叫做pp波背景,可以精確計算宇宙弦多種態的譜並反映在對偶場論中,我們可以在物質族的質譜計算中得到某些算符的反常標度指數。
2.訣竅在於弦不是由有限數量的球形量子微單元組成的。為了得到通常意義下的弦,我們必須取圈量子弦理論的極限。在這個極限下,長度不趨向於零,每壹個通過線旋轉耦合成圈量子的弦都可以分成-33 cm的微胞10,這樣微胞的數量就不趨向於無窮大,這樣弦本身對應的物理量,如能量和動量就有限了。在場論的算符構造中,要得到pp波背景下的弦態,只需要取這個極限。這樣,微觀細胞模型是壹個普遍的結構和清晰的。在pp波的特殊背景下,相應的場論描述也是壹個可積體系。
全息攝影的拍攝要求是什麽?
為了拍攝出滿意的全息圖,拍攝系統必須滿足以下要求:?
(1)光源必須是相幹光源?
從前面的分析我們知道,全息攝影是基於光的幹涉原理,所以要求光源必須具有良好的相幹性。激光的出現為全息術提供了理想的光源。這是因為激光具有良好的空間和時間相幹性。實驗中用He-Ne激光拍攝小漫射物體,可獲得良好的全息圖。
(2)全息系統有穩定性嗎?
由於幹涉條紋是記錄在全息底片上的,而且又細又密,所以在照相過程中,最小的幹涉都會造成幹涉條紋的模糊,甚至無法記錄幹涉條紋。例如,如果膠片在拍攝過程中位移了壹微米,條紋就不會被清晰地區分。因此,要求全息實驗平臺防震。全息臺上的所有光學器件都用磁性材料牢牢吸附在工作臺的鋼板上。此外,空氣流過光路、聲幹涉和溫度變化都會引起周圍空氣密度的變化。因此,在暴露期間禁止大聲喧嘩和隨意走動,以保證整個實驗室的絕對安靜。我們的經驗是,每組調整好光路後,學生離開實驗平臺,穩定壹分鐘,然後同時曝光,效果更好。?
(3)物光和參考光應滿足?
物光和參考光的光程差要盡可能小,兩束光的光程最好相等,最多不超過2cm,調節光程時線量要好;雙速光之間的夾角應在30° ~ 60°之間,最好在45°左右,因為夾角小,幹涉條紋會細,所以對系統的穩定性和感光材料的分辨率要求低;兩束光的光強比要合適,壹般要求在1∶1 ~ 1∶10之間。光強比由矽光電池測量。
(4)使用高分辨率全息底片?
因為在全息底片上記錄著又細又密的幹涉條紋,所以需要高分辨率的感光材料。由於銀化合物顆粒較粗,普通照相用的照相底片只能記錄50 ~ 100條條紋。天津攝影膠片廠生產的I型全息幹版分辨率可達3?每毫米。000,可以滿足全息攝影的要求。
(5)全息圖的發展過程?
沖洗過程也很關鍵。我們根據處方要求配好藥,準備好顯影液、定影液和漂白液。以上藥方都需要蒸餾水,但實驗證明用純自來水配制也是成功的。沖洗過程要在暗室中進行,藥液壹定不能光照。室溫20℃保存,右邊洗。配制好的藥液如果保存得當,可以使用壹個月左右。?
全息攝影的應用?
綜上所述,全息攝影是壹種不需要普通光學成像系統的視頻記錄方法,是20世紀60年代發展起來的立體攝影和波前重建新技術。由於全息術能夠記錄物體表面發出的所有信息(即光波的振幅和相位),能夠完整地再現被攝物體光波的所有信息,因此全息技術在生產實踐和科學研究領域得到了廣泛的應用[2,3]。例如:全息電影和全息電視、全息存儲、全息顯示和全息防偽商標。
除了光學全息術之外,還發展了紅外、微波和超聲波全息術技術,這些技術在軍事偵察和監視中具有重要意義。我們知道,壹般的雷達只能探測到目標的方向和距離,而全息攝影可以給出目標的三維圖像,對於及時識別飛機和艦船有很大的作用。因此,人們非常重視它。但由於可見光在大氣或水中衰減很快,甚至無法在惡劣氣候下工作。為了克服這壹困難,發展了紅外、微波和超聲波全息技術,即拍攝相幹紅外、微波和超聲波全息照片,然後用可見光再現物體圖像。這種全息技術與普通全息技術原理相同。技術的關鍵是找到敏感的記錄介質和合適的復制方法。?
超聲全息術可以再現水下物體的三維圖案,因此可用於水下偵察和監視。如圖(3)所示。由於對可見光不透明的物體對超聲波往往是透明的,因此超聲全息術可用於水下軍事行動、醫學透視和工業無損檢測。