第二部分是关于卤化银照相材料的。我想谈一谈我的兴趣之一-光学全息。 不，这与《星球大战》中显示的全息图无关，也不与手机屏幕上的金字塔中可见的全息图有关，与电影上的投影无关，而是与维基百科在相应
文章中谈论的内容有关，甚至更好。
英文版 （这适用于文本中所有指向Wikipedia的链接）。 我将不讨论技术细节和方程式的复杂性（过程非常复杂，有关该主题的数十篇专着和数百篇文章已被撰写），但我将尝试简要地讲一下什么是光学全息术，以及它在实际意义上与摄影有何不同，它包含什么。如此有趣，以及如何在家制作第一个真正的全息图。 尽管全息图的记录过程与经典的模拟照相过程相似，但仍存在许多显着差异：其他光学方案，不需要镜头，因此无需聚焦，使用分辨率更高的照相材料，单色辐射源和原理性缺失否定和肯定，对没有振动的严格要求，其他场景构成规则以及许多其他规则。 其他
因此，模拟和数字的经典色彩（黑白情况下都是相同的，只有一个色彩通道）只能捕获光波的振幅，并且通过
分色，波长是间接的。 严格地从一个角度和颜色就可以生成场景的平面图像，只有一次成功或另一次成功，才能使人产生原始颜色的错觉。 利用双目视觉的特性和特殊的艺术技巧可以使图像具有一定的体积，但也只能从一个角度来看，数字
VR系统不算数，我们所说的是纯模拟。
鲜为人知的
利普曼过程 ，利用光的
干涉现象，直接记录并再现了辐射的初始光谱成分。 由于照相板上的干涉，捕获了来自场景的所有光波相互作用的复杂图像，随后，在所得结构上的
衍射又恢复了这些光，它们的长度和比例振幅完全相同。 结果得到的图像与摄影图像相似，但辐射光谱的透射率准确，且不涉及分色和其他技巧。 为什么这种方法不能取代传统的彩色摄影，尤其是考虑到它早已出现呢？ 首先，高复杂度：需要特殊的高分辨率照相材料，紧贴照相乳剂的特殊镜面（最初使用液态汞），特殊的化学处理，仅在特定的照明和观察角度等条件下才能复制所得图像，其次，等等。通过对人进行加色混合获得的视觉效果与原始波长完全相同。
像Lippmann过程一样，光学全息术利用了干涉现象，不仅捕获了光的强度，而且捕获了光波的相位，这意味着场景中每条射线入射到照相材料上的入射方向。 信息的记录是关于
光场的 ，而不是像传统摄影一样，是关于镜头所建立的图像的。 因此，该技术被称为全息术，它从其他希腊语翻译为“完整”和“我写”，即完整记录，同时存储了有关入射到记录介质上的光的所有信息。 并且在复制时，全息图像在拍摄时几乎与原始图像几乎没有区别，带有很多
深度迹象 ，使您可以在特定角度（一个或两个轴上具有
视差）的不同角度查看拍摄的物体。 如果存在阴影，高光，反射，折射，则它们将被可靠地传输，例如光线跟踪。
顺便说一句，有些
全光相机实现了全息照相所提供的某些功能，但尚未普及。
例如，非常成功的彩色全息图（不是我的）：
场景的动态范围可以达到惊人的1：1 000000。全息图扮演着一个窗口的角色，您可以通过该窗口以记录时的形式观察场景。 全息图的每个点都带有有关整个场景中所有掉落的光线的信息。 因此，将全息图分为几部分，我们将丢失一些有关场景的信息，但不会达到与经典摄影情况相同的程度，如果更改全息图，则有可能看到在普通照片中会完全丢失的场景对象。 当然，全息术的使用不仅限于艺术全息术和娱乐活动，它还控制着结构材料和工艺流程，科学研究，全息光学元件，有前途的信息存储方式，信息处理方法等等。 其他
全息图如何记录？ 通常，这需要两个
相干光束，一个参考光束，它们直接来自激光并直接入射在记录介质上。 第二个是从场景的对象反射出来的，并带有有关该场景的信息。 是他们彼此干涉，并且干涉条纹的最终图案由照相材料固定。 然后，由于仅一个参考光束在所得结构上的衍射（通常不携带任何信息），物体（第二个光束）被还原，并显示捕获场景的图像。 以参考光束为键对场景信息进行编码，然后使用相同的键（具有与记录时的参考特性相同的光束）恢复编码信息。
全息图及其记录方法有很多种，最简单直观的两种方案是Leith-Upatnieks方案，该方案可以透射全息图，其中参考光束和物体都从一侧入射到照相材料上。 还有Denisyuk的方案，当光束从不同侧面落下时会给出反射全息图。 前者具有很高的亮度和逼真度，对照相材料的分辨率和抗振动性的要求稍低，但是很难用它们获得彩色图像，最重要的是，它们只能用激光进行复制（所谓的彩虹全息图是在白光下复制的，但我们暂时不会考虑）。 后者可以在普通的白光中复制，全息图独立地从入射光中切出所需的波长，并且当用三个激光同时记录全息图时，可以获得彩色图像。 两种方法都有应用且易于实施，尤其是第二种方法，对于这两种方法，足以将照相版放在物体上并用激光照射。 在这里，我不会在计划中插入其他人的图片，这些图片位于同一Wikipedia上，我将重点介绍实际部分。 不仅指出，除了过程的复杂性，缺点还在于需要使用高度相干的并因此是单色的辐射，并且还需要使用三个辐射源来记录彩色图像。 而且，与Lippmann处理一样，回放过程中的全息图具有特殊的照明要求。
还可以在计算机上计算衍射图，然后将其记录在照相材料上，或在全息显示器上显示计算出的干涉图，全息图目前正处于早期原型阶段，例如
MIT项目。 但是实际上，它们不采用这种方法，它们仍然处于科学研究阶段，除了傅立叶全息图外，傅立叶全息图很可能在普通打印机上进行打印，但是并没有引起人们的热情。 当物体激光束穿过LCD面板从一个角度形成图像然后与全息照相材料上的参考光束发生干涉时，通常会以混合方式创建实际上不存在的物体的大尺寸全息图，并产生复杂的效果。 通过用不同的图像进行多次曝光，它们得到了所谓的多重全息图。 有关合成数字全息图的一些信息，请参阅Wikipedia
文章 。
记录经典的，完全模拟的全息图像需要什么，以创建光学全息图？
第一个。 最重要，最重要和最复杂的是所有结构的高机械稳定性，完全没有任何运动，振动，甚至没有声音或热膨胀，更不用说角落里的旧冰箱了。 因此，在记录过程中，物体和照相材料之间的相对位移不应超过衍射图谱带之间的距离的1/4以上，而应与记录激光的波长相当。 更准确地说，可以通过以下公式计算干涉图样的周期：2 * sin（θ/ 2）/λ。 θ是光束之间的夹角，λ是波长。 例如，对于透射全息图和45°的光束入射角以及650 nm的激光波长，干涉图样的周期将为2 * sin（（45°+ 45°）/ 2）/（650 * 10
-6 ）〜2176线/ mm。 或者，对于反射全息图，参考光束的入射角为45°，而物体光束的入射角垂直于平板。 假设玻璃折射率等于1.6，我们得到的参考光束在折射后的角度等于反正弦（sin（45°）/ 1.6）〜26.2°，光束之间的角度将为180-26.2 = 153.8°。 还应考虑到折射率650 / 1.6 = 406nm来调整激光波长。 干涉图样的周期为2 * sin（153.8 / 2）/（406 * 10
-6 ）〜4798线/ mm。
为此，使用各种技术，从将场景的物体直接放置在照相材料上或将照相材料放置在物体上，到具有主动气动支撑的重达数百公斤的光学平台。 通过使用脉冲激光器大大降低了振动要求，但是激光器本身成为系统中最复杂，最昂贵的部分。
第二个。 具有高分辨率（从1,000到5,000线/毫米及更高）的特殊照相材料，并且是为使用某些方案固定干涉图案而专门创建的。 现有记录材料类型：
- 卤化银。
它们与经典的照相材料非常相似，它们的分辨率更高，并且对特定激光的波长敏感。
优点：它们具有最高的灵敏度，这意味着它们需要最短的曝光，因此，振动问题更少，而且易于使用低功率激光器； 结合使用增感染料，您可以像彩色摄影一样获得用于彩色全息照相的照相材料； 相对不贵，可以轻松购买甚至独立制造。 它们可以与脉冲激光一起使用，使您可以拍摄有生命的物体和其他运动物体的照片，直至落水。 借助特殊的化学处理技术，图像的颜色可以沿一个方向或另一个方向移动。
缺点：亮度较低，没有额外的漂白程序； 需要精确的接触和化学处理，在开发阶段尤为负责； 权限有限。 - 重铬酸盐明胶。
优点：接收到的图像亮度最高； 低成本和易于制造； 开发过程的简化； 极高的分辨率。
缺点：灵敏度非常低，主要在光谱的蓝色区域敏感，而在绿色区域则较小，灵敏度向红色区域的转移和增加的灵敏度非常复杂，需要稀有化合物； 高吸湿性，显影后需要完全密封乳液。 - 光敏聚合物。
优点：接收到的图像亮度高； 低成本和易于制造（但比重铬酸盐明胶更昂贵和更复杂）； 不需要开发； 较高的灵敏度； 可以像卤化银一样对可见光谱的整个区域敏感； 具有相当高的分辨率。
缺点：组成成分的毒性（与家庭生产有关）； 在某些食谱中，结果图像的保留能力很差。 - 光致变色晶体等奇特。
它们主要存在于专门研究此问题的实验室中。
在西方，在业余爱好者中和在商业实践中，重铬酸盐明胶是最受欢迎的，这是因为其成本低，所生成图像的亮度高以及可以使用强大的绿色和蓝色激光。 在前苏联境内-卤化银，对于它来说，一个小的氦氖激光甚至一个简单的红色激光指示器就足够了。 对于第一个实验，购买和使用光敏聚合物材料的最简单方法是其中一个品牌，下面将进行讨论。 工业全息图（例如，为了保护产品免受伪造）是通过在镜面塑料薄膜上进行压印而制成的，但也可以使用激光预先记录下来，并经历几个转换阶段，即所谓的彩虹全息图。
第三。 激光像机械一样，必须非常稳定，并且对稳定性的要求非常高。 首先，它应该是单模的，例如在横向
模 （一个单一的辐射束）中。 单个横向TEM
00和纵向（一个辐射频率），英语。 单纵。 这是最新的说明，您需要寻找合适的激光器。 对于全息术，除了波长以外，诸如
时间相干性的辐射参数
也非常重要。 一般而言，它确定了辐射参数的时间稳定性，即一个光束相对于另一个光束的最大可能滞后时间，在该时间可以观察到对比度干涉图。 由于光的速度非常快，因此控制相干长度（相干时间内有多少光传播）更为方便。 根据以下公式，激光线的宽度与相干长度有关：Central_length_wave ^ 2 / line_width。 因此，对于10 cm的相干长度，650 nm的激光线宽度应为0.004 nm。
激光相干长度限制了全息图场景的最大深度，但是对于不同的方案，其方式不同。 例如，对于Denisyuk的记录方案，其中物体位于照相板的后面，则该物体和参考光束的行进差大约等于光束从照相板到物体的距离，反之亦然。 场景的最大深度约为相干长度的一半。 在Leith-Upatnieks方案的情况下，这完全取决于照明方法，反射镜和分束器的存在和位置，并且很有可能获得大约等于相干长度的最大场景深度。
幸运的是，许多采用正确方法的激光器都能够提供所需的特性，特别是在低功率领域。 如此众多的氦氖激光器的辐射相干长度为15-20 cm，功率高达数十mW。 奇怪的是，最便宜的红色激光笔和高达5 mW的低功率模块也非常适合，并且可以产生相干长度从几厘米到几米的辐射。 但是，绿色和蓝色激光笔通常不适合用于录制场景，该场景使用的硬币深度为几毫米，但是在这里您需要单独研究每个实例，但它要低一些。 总的来说，对激光器，其选择，电源供应方法和稳定性的综述是另一篇相当多的文章的主题。
我们直接进入实际部分。 在第一个实验中，选择了一套现成的全息术实验套件，包括带有电池供电电源的合适激光器，光敏聚合物全息照相板，一些机械装置，文档，汽车模型形式的测试对象以及其他辅助对象，例如带有蓝色LED的遥控钥匙。作为非光化光源（不影响照相材料）的光源-Litiholo全息图套件，附加了Reflection升级版。
摄影材料。 在光学玻璃上具有保护层的光聚合物，厚度为1.8毫米，宣称的衍射效率（在这种情况下类似于效率）大于90％，灵敏度在400到690 nm范围内，也可以记录彩色全息图。 适用于记录透射和反射全息图。
曝光至紫罗兰色之前的照相版，在最照亮的地方用激光辐照后，其色板会褪色，而明亮的白光会完全使该板变色，无需其他显影或定影步骤。雷射宣称功率为5 mW的638 nm半导体激光模块具有用于微调电流的可变电阻器和电池供电的电源，据称适用于全息照相。根据完整的说明，组装了一个电路，用于记录透射全息图。
将激光预热（打开）15分钟，并以最简单的方式检查所产生的光谱：将一张白纸放在激光后面，并以30厘米的距离并垂直于光束的方式平行于纸张平行放置一块玻璃板（例如，载玻片）对于已去除敏感层的显微镜或照相板），应在纸张上观察到清晰的干涉图案，该图案由浅色和深色条纹组成，在深色空间中不应存在较弱的条纹条纹，图片本身应保持时间稳定，并尽可能保持对比。如果没有观察到波段，时间偏移或图片的对比度很低，则尝试记录全息图几乎没有意义，必须更改激光电流，给更多时间预热和/或更换激光器本身。如果图像清晰且没有中间带，则可以说相干长度不小于板厚* 2 *折射率。因此，对于1.8毫米的玻璃厚度，此数字约为5.5毫米，因此最好找到更厚的玻璃或一组更好的不同厚度的玻璃。相干长度很可能会更长，因为如果没有仪器的测量方法，对比度的评估就太主观了。更准确地说，可以通过记录全息图或使用因此，最好找到更厚的玻璃或一组更好的不同厚度的玻璃。相干长度很可能会更长，因为如果没有仪器的测量方法，对比度的评估就太主观了。更准确地说，可以通过记录全息图或使用因此，最好找到更厚的玻璃或一组更好的不同厚度的玻璃。相干长度很可能会更长，因为如果没有仪器的测量方法，对比度的评估就太主观了。更准确地说，可以通过记录全息图或使用迈克尔逊干涉仪。
然后记录完整物体的全息图，即汽车的模型。
不幸的是，相机无法传输所接收图像的亮度和音量的动态范围。现场，当您移开一个物体时，您会感觉到什么都没有改变，该物体仍然存在，只是其亮度略有变化，仍然存在体积，反射，阴影，眩光以及改变视角的可能性。该图像仅在以参考光束的入射角入射的激光辐射的光中出现。
下面组装了一个方案，用于使用“反射”升级版提供的其他细节来记录反射型全息图，这些细节没有上述缺陷，并且在白光下可见。
在这里已经有必要为激光建造塔，而我们谈论的不是波长的1/4。但是，此要求仅适用于物体和照相材料的相对位置，并且某些光学元件，激光器根本不必坦率地闲逛，一切都会好起来的。
所获得的全息图在白光下可见，具有连续光谱的点光源，日光或卤素灯发出的光最适合，并且光束的入射角应与记录时相同。光源的显色系数非常重要，因为反射型全息图会产生反射一定波长范围的图像，而跳过其余的波长，因此该图像最大亮度的范围应完全包含在光中。由于记录是通过红色激光进行的，因此该范围变成红黄色，颜色取决于光的入射角，并且在激光辐射的情况下，图像看起来比单色更令人愉悦。
全息图证明了这一点，它显示了在这个西方颇受欢迎的地方开始发展（对于一个完成的人来说，如果您不被迷住的话）是多么容易，并且在后苏联时代几乎被遗忘了，这种爱好很可能会转变为专业和商业渠道例如，定制全息图的制造。这也是吸引学童对科学，团体活动和第一批科学作品产生兴趣的绝佳话题，影响并能够整合物理，工程，技术，化学，无线电电子和信息技术的许多部分。如果您对这个主题感兴趣，那么我将尝试写更多有关机械，光学，激光，照相材料（包括自制材料）的文章。我还将愉快地考虑所有评论和建议，并在文章中补充读者所缺少的信息。为了对该问题进行更深入的研究，我还可以推荐以下资源：- 全息百科
- 全息论坛
- holography.ru
- 全息照相为好奇。一本书适合学龄的研究人员。A.Akilov，M.K. Shevtsov。M.出版解决方案，2018年。
- F. Unterseher，B。Schlesinger，J。Hansen。全息手册：简化全息图的方法。罗斯书籍；第3版，2010年。
- G.萨克斯比（S. Zacharovas）。实用全息照相术。CRC Press; 第4版，2015年。
- G.萨克斯比。实用全息手册。Focal Pr，1991年。
- 超现实成像：模拟和数字彩色全息术中的先进技术。汉斯·比耶尔哈根（Hans Bjelkhagen），戴维·兄弟顿·拉特克里夫（David Brotherton-Ratcliffe）。CRC出版社，2013年。
- 鞋盒全息照相术：使用廉价半导体二极管激光器制作全息照相术的分步指南。弗兰克·德弗雷塔斯，史蒂夫·迈克尔，艾伦·罗迪。罗斯书籍，2000年。
- 卤化银记录材料：用于全息照相及其加工。汉斯·比耶尔哈根（Hans I. Bjelkhagen）。施普林格 第2版，2013年。