2 全息照相技术的基本原理

2.1 平面波形成的全息——全息光栅

如果将这些干涉条纹记录在照片底版上，经过化学处理后，得到一种最简单的全息图，因为这些干涉条纹具有像光栅一样的空间周期性，称之为全息光栅，并且这些干涉条纹是按余弦（或正弦）规律分布的，所以也称之为余弦光栅（或正弦光栅）。

2.1.1干涉条纹的两种主要类型——振幅型和相位型干涉条纹

记录材料经过曝光、化学处理后，便将光场中的光强分布信息——干涉条纹在感光材料内的空间分布转移到记录材料中，记录在感光材料内的干涉条纹按条纹构成的形式分类，可区别为振幅型条纹和相位型条纹两大类。

振幅型条纹是明暗相间的条纹，相位型条纹又可分为折射率高低相间的相位型条纹或者是凹凸相间的浮雕状相位型条纹，或者兼而有之，无论是哪一种都可以用全息图的屏函数，即全息图的复振幅透射率 表示。

在一般情况下，用感光材料制作的全息图其复振幅透射率 可表示为                  (2.1.1.1)

当感光记录材料曝光时，复振幅透射率的模数 和相位 都将随之改变。变化的大小程度取决于感光材料接受的光能的多少，可以将它们的关系表示为：

            (2.1.1.2)

    对上式 取有限值，而 或近似为0，这种材料就形成振幅型全息图；

    若 取有限值， 或近似为0，这种材料就形成相位型全息图。

2.1.2振幅型全息图——振幅型全息光栅

经过曝光、化学处理后得到的全息图的复振幅透射率 可以表达为有效曝光量 的函数，即 ，根据泰勒级数

    (2.1.2.1)

将上式很据泰勒级数在某个有效曝光处展开：

    (2.1.2.2)

当 时，即在没有曝光的情况下，则

    (2.1.2.3)

式中， ， ， ，分别为复振幅透射率对曝光量的一阶、二阶、三阶、 偏导数在有效曝光量处的取值，在只保留前面两项的情况下，相当于在线性条件下，我们有

                         (2.1.2.4)

表示上式中的常数项 ，即令   

                         (2.1.2.5)

 实际上就是复振幅透射率 在有效曝光量 处的取值，将全息干版在没有曝光的情况下进行显影、定影处理后的感光材料的复振幅透射率就是 。

定义曝光量常数即

对于正片， ；对于负片， ，其值主要取决于记录材料的性质。

 综上，

式中， 是常数，反映了群系统的平均透射率，可看做是全息图透射率的直流部分。 为平均曝光量。并且， 。对于两书平面波干涉场的记录，若只限于考虑理想部分，即 时，