深海海綿既然用自己的光纖——骨針,為綠海藻提供了免費的能量——陽光,又何必將它們拒之門外呢?於是,深海海綿與綠海藻唇齒相依的共生關係,在光纖——骨針的搭橋牽線下形成了。
利用光纖,人和海綿各取所需,又是大自然——先行了一步。
利用“烽火”——激光,借得“細絲”——光纖,我們“看”到了“諸侯”——內髒的秘密,顯微鏡下才能看得見機器或新型材料,遠方的圖像、文字、聲音……
為了表揚高錕對人類科學界所做的貢獻,中國科學院紫金山天文台在1996年將1981年發現的3464號小行星,命名為“高錕星”。而英國科學博物館則放置了他的照片和科學成就資料。
全息照相以假亂真
“砰!……哐啷!……”
玻璃被砸碎和碎玻璃掉在地上的巨大響聲,把人們驚呆了!
這是20世紀70年代末的一個夜晚,美國一家珠寶商店的大玻璃櫥窗前的情景。櫥窗裏陳列著好多五光十色、絢麗奪目的珍貴珠寶。幾個強盜見寶起歹心,砸碎了櫥窗玻璃,伸手就要搶珠寶……
玻璃櫥窗倒是碎了,可是強盜們卻被驚得目瞪口呆——裏麵的珠寶影蹤杳無,好似不翼而飛!以為碰到什麼秘密機關的強盜們,嚇得撒腿就跑,刹那間也杳無蹤影!
這是怎麼回事?
原來,櫥窗內是一張珠寶的“全息攝影”底片,不懂“高科技”的強盜們被逼真的立體圖像騙了。
那什麼是全息攝影呢?
普通照相隻能記錄景物表麵的光的強弱(振幅)信息,因此照片隻反映了光的信息的一部分,是一幅二維空間的平麵圖像。
應用激光的全息照相技術,能夠記錄景物表麵的光的全部信息——包括強弱信息和相位信息。因此,它可以逼真地再現物體的三維空間。用全息攝影技術從幾個角度拍攝的景物,栩栩如生,有逼真的立體感。更有趣的是,把視點上下左右移動時,人們就仿佛看到了真的物體一樣,甚至從側麵還能看到原來物體被遮住的一麵。因此,我們對著一幅全息照片,不僅能看到景物的正麵,還能看到景物的側麵、背麵。
不用鏡頭的全息攝影逼真的程度,使得原來人們認為能忠實記錄物體的、用鏡頭的普通攝影“自愧不如”。
那家美國珠寶商店就是采用激光全息攝影技術,拍攝了鑽石、珍珠、翡翠等珠寶玉器的照片,放在櫥窗裏。強盜打碎玻璃後,燈光熄滅,激光照片黯然失色,那些逼真的“珠寶”當然也就“灰飛煙滅”了……
全息攝影的原理,是出生在匈牙利的英國科學家丹尼斯·蓋伯(1900~1979)在1947年提出來的。當時,他在研究如何克服電子顯微鏡分辨率的極限(那時是12納米),就提出能記錄光的全部信息——強弱和相位,從而得到物體三維立體圖像的全息照相理論(他隻談到同軸型)。此外,他還實際得到了人類第一張全息圖片,隻不過很模糊。
當時認為,全息攝影需要相幹性很好的單色強光,顯然隻有激光才符合條件。所以,直到1960年激光出現以後,全息攝影才成為實用的技術。可見,全息照相是激光最有趣的應用。
1961年,美國的利思和烏帕特尼克斯利用激光拍攝成功了第一張實用的離軸型全息圖片,用激光參考波照射的時候,重現了清晰的三維物體圖像。有了這實踐的成功,此後的1971年,他們的先驅——蓋伯才獲得諾貝爾物理學獎。
從20世紀70年代以來,全息照相術發展很快,在照相顯示、幹涉測量、顯微術、質量控製、結構分析、流體力學、熱力學和信息貯存與處理等方麵都有廣泛應用。例如,在1972年,意大利就為逐漸損壞的古典藝術珍品拍攝了50張全息照片保存起來。
後來,全息記錄信息的新方法已經推廣到紅外、微波和聲波。
此外,用光信息處理方法還研製出激光模擬計算裝置,在其他技術的配合下,用於處理模糊圖像——識別特征或提高清晰度,速度比電子計算機還快幾百倍,而且效果更好。例如,用它處理電子顯微鏡拍的絲狀噬菌體的雙螺旋結構照片,使分辨率從05納米提高到025納米,從而解決了生物物理學界長期爭論的一個問題。
全息攝影的另一發展是,原來要用激光做光源,而現在已經研製出白光反射型全息攝影,還發明了用太陽光和電燈光做光源的技術。這樣,就為全息攝影的普及和更加廣泛的應用創造了有利條件。
全息攝影在光學信息處理、集成光學和醫學研究等方麵的應用,也都還有極大的發展潛力。