激光全息技術是近代光信息處理領域中的一個重要組成部分。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， 其意義是完整的記錄。 蓋伯的實驗解決了全息術發(fā)明中的基本問題， 即波前的記錄和再現(xiàn)，但由于當時缺乏明亮的相干光源（激光器），全息圖的成像質(zhì)量很差。1962年隨著激光器的問世， 在蓋伯全息術的基礎上引入載頻的概念發(fā)明了離軸全息術，有效地克服了當時全息圖成像質(zhì)量差的主要問題——孿生像，三維物體顯示成為當時全息術研究的熱點，但這種成像科學遠遠超過了當時經(jīng)濟 的發(fā)展， 制作和觀察這種全息圖的代價是很昂貴的，全息術基本成了以高昂的經(jīng)費來維持不切實際的幻想的代名詞。

1967年，Goodman和Lawrence利用光敏電子成像器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的全息記錄材料來記錄全息圖，把所記錄的全息圖存入計算機，之后用計算機模擬再現(xiàn)光，取代光學衍射進行記錄波前再現(xiàn)，實現(xiàn)了最早的數(shù)字全息圖記錄和再現(xiàn)。但是由于當時計算機技術和光敏電子成像器件的制約，數(shù)字全息技術一直沒能得到很大的發(fā)展。隨著高分辨率光敏電子成像器件的出現(xiàn)和計算機技術的不斷提高，數(shù)字激光全息技術在近幾年才有長足進步。

數(shù)字激光全息（Digital Laser Holography）是一種全新的全息圖記錄和再現(xiàn)方式。 與傳統(tǒng)全息相比， 數(shù)字激光全息技術摒棄了傳統(tǒng)全息圖麻煩的前處理過程， 將數(shù)碼相機或攝像機記錄的圖像輸入到計算機中， 或用 數(shù)字圖像技術由計算機直接生成的圖像處理成為合成全息所用的二維圖片， 在計算機控制下通過空間光調(diào)制將圖片輸入到光路中，然后用一套程控系統(tǒng)完成全息圖的自動記錄。 數(shù)字激光全息技術不僅擺脫了實驗室 實物拍攝的束縛，而且在仿真顯示和虛擬景物顯示方面有了新的突破。

  數(shù)字激光全息技術的發(fā)展， 使其原有技術的復雜性和局限性得到克服， 在實現(xiàn)圖像的三維動態(tài)顯示、 真 實地記錄與再現(xiàn)客觀事物領域的優(yōu)勢得以充分發(fā)揮， 并且能夠進行自動記錄， 制作成本也大幅下降， 這一切 為數(shù)字激光全息技術的廣泛應用打下良好基礎。 數(shù)字激光全息技術近幾年來在激光全息無損檢測、 數(shù)字激光 全息存儲、 數(shù)字激光全息成像和印刷等領域的應用受到了極大的關注并取得了很大的進展。 以下就這幾種應用和發(fā)展作簡要描述。 　　

數(shù)字激光全息存儲技術

數(shù)字激光全息存儲技術是隨著激光全息技術的發(fā)展而出現(xiàn)的一種大容量、 高密度的存儲方式。 全息信息 存儲是利用傅立葉變換全息圖， 制作點全息圖排成陣列， 或者像唱片那樣排在旋轉(zhuǎn)圓盤上， 利用一個稱為空 間光調(diào)制器 （SLD：Spatial Light Modulator） 的裝置， 將一頁數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為二維圖像， 然后， 就可以生 成一幅全息圖。 全息信息存儲具有高存儲密度， 它是通過在感光材料的同一區(qū)域記錄多張全息圖得到的。 目 前，最常用的多重記錄方法有多波長，多角度，多相位記錄。為了得到更高的存儲密度，可以綜合使用幾種 多重記錄方法。全信息存儲技術具有極大的冗余性，因此，介質(zhì)部分缺陷不影響數(shù)據(jù)的讀出。另外，由于沒 有移動的部分， 并且每一頁的所有信息都同時并行存取， 這種存儲技術也有對任意存儲數(shù)據(jù)快速存取的潛力。

全息存儲技術是在 ５０ 年前由一位匈牙利物理學家發(fā)明的，但是直到今天他才真正變成了現(xiàn)實。２００５ 年 ４ 月舉行的拉斯維加斯美國傳播媒體展（ＮＡＢ）上，美國 Ｉｎｐｈａｓｅ 科技公司就展示了其 Ｔａｐｅｓｔｒｙ 驅(qū)動器及全 息存儲碟片的原型。 全球首款全息光存儲驅(qū)動器Ｔａｐｅｓｔｒｙ　３００Ｒ將于２００７年年中投產(chǎn)， 這款產(chǎn)品的應用領域 定位在娛樂、科學、政府和醫(yī)學機構等需要進行長期、高容量數(shù)據(jù)歸檔的客戶。

存儲中的復用技術是全息光存儲所特有的技術特征， 采用合理的復用技術可以有效地增加系統(tǒng)的存儲容量， 提高存儲系統(tǒng)的性能。 全息光存儲中的復用技術主要包括空間復用、 體積復用和混合復用三大類。 隨著 技術的發(fā)展，人們又提出了一些新型的復用技術。例如，１９９９ 年 Ｖ．Ｍａｒｋｏｖ 等人提出的靜態(tài)散斑復用技術； ２００１年， 清華大學提出了利用全息光存儲系統(tǒng)中隨機相位及自身位移產(chǎn)生的動態(tài)散斑實現(xiàn)的動態(tài)散斑復用技 術等。 相信隨著科技的不斷進步， 會有更多優(yōu)秀的復用技術得到開發(fā)和應用， 從而可以更加充分地發(fā)掘全息 光存儲的存儲潛力，實現(xiàn)更大容量、高密度的數(shù)字存儲。
 

數(shù)字激光全息無損檢測技術

激光全息無損檢測是無損檢測技術中的一個新分支， 自上世紀６０年代末期發(fā)展起來， 已成為全息干涉計 量技術的重要應用之一。激光全息無損檢測技術在我國的應用始于 １９７４ 年，當時天津大學與南昌洪都機械 廠合作，用 Ｈｅ － Ｎｅ 激光器為光源，研制了一臺 ＪＤ － ＩＩ 型全息干涉儀，用于強 －５ 飛機上鋁面板蜂窩夾層結(jié) 構的檢測。接著航空航天部門的一些主要廠、所、院校掀起了一股研究激光全息無損檢測的熱潮。

多年來，激光全息無損檢測的理論、技術、照相系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)都有了很大發(fā)展，在航空航天工業(yè) 中，對復合材料、蜂窩夾層結(jié)構、疊層結(jié)構、航空輪胎和高壓管道容器的檢測具有某些獨到之處，解決了用 其他方法無法解決的問題。 脈沖激光器出現(xiàn)之后， 消除了全息干涉過程中的隔振要求， 這就使激光全息無損 檢測技術應用到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場成為可能。 目前， 由于視頻拷貝和計算機圖像處理技術的迅速發(fā)展， 全息干涉 條紋圖像可以通過 ＣＣＤ 攝像機，快速、準確地輸入計算機進行數(shù)字圖像處理，滿足無損檢測技術的各種需 要。同時，國內(nèi)外研發(fā)機構已經(jīng)將激光全息檢測技術與光纖、ＣＣＤ 和微機數(shù)字圖像處理等新技術相結(jié)合，形 成非接觸遠距控制小型化檢測儀器， 擺脫了實驗室的束縛， 也可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行遠距離傳輸， 把畸變?nèi)?干涉條紋圖像傳到專家辦公室， 由他們來對缺陷作出共同的診斷。 由此可以預測， 激光全息無損檢測與 ＣＣＤ 攝像、計算機數(shù)字圖像實時處理等數(shù)字化技術相結(jié)合，將把這一技術推向新的發(fā)展高度。

數(shù)字激光全息成像和印刷技術

數(shù)字激光全息成像技術是通過計算機程序控制、 全智能化設計和制作動態(tài)激光全息圖像與文字的高新 技術。

１９９９ 年美國 ＺＥＢＲＡ　ＩＭＡＧＩＮＧ 公司推出了真彩色數(shù)字化大面積大視場大景深光聚合物反射全息圖，推 動了三維顯示全息圖的進一步發(fā)展和市場化。ＺＥＢＲＡ 全息圖將全息技術和計算機技術結(jié)合起來，形成新的 數(shù)字化自動化象素全息圖技術， 全息圖顏色鮮艷逼真不變， 水平和垂直動態(tài)視場分別可達 １００ 度， 全息圖面 積可以任意大，使全息三維顯示技術在空間顯示，廣告宣傳、文物、人像、標本、模型、實物圖像、抽象圖 像、工業(yè)數(shù)據(jù)、工業(yè)設計等方面的三維逼真空間顯示前進了一大步，顯示了全息圖應用光輝燦爛的前景。

２００１　年，曹漢強、朱光喜等研究出一種基于超復數(shù)系的數(shù)字全息圖像生成方法。制作過程是先在計算 機上采用 Ｖｉｓｕａｌ　Ｃ５．０設計分形數(shù)字圖像序列生成系統(tǒng)， 生成模擬物體運動的數(shù)字圖像序列， 并經(jīng)過過濾波 變換和動感測試， 將分形數(shù)字圖像按生成順序輸出到透明片上， 然后， 對透明片進行全息照相， 就能得到一 張浮雕型的白光再現(xiàn)彩虹全息圖， 該全息圖再現(xiàn)時可看到不同層次的圖案， 產(chǎn)生出運動的效果， 色彩艷麗的 圖像給人以藝術的享受。 由于分形數(shù)字全息圖像生成過程具有較好的參數(shù)可控制性和不可逆轉(zhuǎn)性， 以及采用 了多層曝光，合成的防偽標志難以仿制。在計算機技術、激光全息技術、數(shù)字圖像處理技術、精密光學控制 技術、 衍射光學制造技術和工藝發(fā)展的基礎上， 激光無油墨印刷技術有了突破性的發(fā)展， 產(chǎn)生了激光防偽包 裝印刷這一新技術，在包裝、印刷和防偽行業(yè)有巨大的發(fā)展空間。

數(shù)碼激光圖像技術的核心是數(shù)碼激光圖像的生成、處理、控制和制作技術，２００３　年蘇州大學信息光學 工程研究所在國內(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　３Ｄ　Ｍａｓｔｅｒｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）， 經(jīng)過數(shù)年的不懈努力， 在市場需求的刺激以及 “國家重點科技（攻關）計劃” 的 資助下，一種新型的具有國際領先水平的 “數(shù)碼激光立體（全息） 照排系統(tǒng) －ＨｏｌｏＭａｋｅｒ” 研制成功， 并已經(jīng) 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計和制作徹底擺脫了實 驗室的手工經(jīng)驗方式而走向全數(shù)字化， 與普通的激光照排系統(tǒng)顯著不同的特點是， 數(shù)碼激光立體 “ （全息） 照 排系統(tǒng)” 不僅能處理和生成平面圖形和文字， 而且能處理和生成具有立體感的、 動態(tài)的激光圖像和文字， 激 光圖形與文字具有顯著的動態(tài)效果。

數(shù)字激光圖像是完全不同于普通印刷圖像的空間變化的新型圖像， 對它的研究開發(fā)和應用將會帶來多方 面的技術進展和行業(yè)的技術進步， 尤其為包裝材料與印刷業(yè)帶來一個重大的革新性變化：推動一個 “激光防 偽包裝材料生產(chǎn)行業(yè)”的形成。現(xiàn)在世界范圍內(nèi)每年全息材料的銷售額超過 １０ 億美元，并且呈逐年增加的 趨勢，其中用于安全防偽目的的全息材料占全息市場的 ６０％ 以上。可以預見，隨著社會的進步和經(jīng)濟的發(fā) 展，這一市場的規(guī)模會更大、技術水平會更高。