神通激光

第一节 留下珍贵的记忆

　　照片能为我们留下珍贵的记忆。一张孩提时期的顽皮小照，一张少年时代的学友合影，都会唤起对往事的幸福的回忆。一张一张的彩色照片十分美好，然而，与激光全息技术所提供的逼真的立体照片相比，那就太逊色了……

　　最早发现成像原理的，是我国古代学者墨子。

　　一天，墨子看到，阳光从窗上的小孔钻进屋里来，把屋外窗前树枝的影子映在墙上，那影子却是尖叶朝下而树干向上的倒影。这是怎么回事呢？为了弄清原因，他和学生们一起做了一个实验：在小木房子的前壁上抠一个小孔，当一位学生站在房前时，房内的后壁上就映出了人的倒像。墨子认为，光是直线前进的。人身体被太阳照亮，每个点反射出来的光向四面八方直线传播，通过小木房的小孔，在后壁上一一留下自已的光点。即人身上部的光，在后壁的下边投射光点；人身下部的光，在后壁的上边投射光点。同样的，人身左部的光，在后壁右边投射光点；人身右部的光，在后壁左边投射光点。这些光点，就组成了人的倒像。树枝通过窗孔在墙上形成倒影的道理，正是这样。

　　我们也可以做一个小实验，来观察倒像的形成。实验是这样的：用锥子在一张硬纸板上扎一个小孔，便做成了一个针孔屏。在针孔屏前放置一支燃烧的蜡烛，在针孔屏后放置一张白纸板。蜡烛、针孔屏、白纸板三者调到一定的距离，则蜡烛的光线将通过针孔而在后面的白纸板上形成一个倒像。这个像同蜡烛相比较，是上下颠倒、左右对调的。

　　小孔能够成像，人们利用这个原理制作了针孔相机。它同墨子的实验一样，相机就是一个小匣子，前壁上钻个小孔，这个小孔就相当于普通照相机的镜头，后壁处用毛玻璃或半透明纸取景。将针孔相机对准某个光源，例如蜡烛的火焰，适当调节相机与蜡烛之间的距离，在小孔不大的情况下，就会在毛玻璃上见到火焰的清晰的像。这个像，跟光源比较正好是上下颠倒、左右对调的。如果将后壁处的毛玻璃拿去，换上照相底片，则可以拍摄景物。

　　15世纪，欧洲的画家为把景物迅速地描绘下来创造了“针孔映绘暗箱”。它就是上面讲的针孔相机。画家们将映绘暗箱对准所要画的景物，影像就呈现现在后壁的毛玻璃上。若换一块透明玻璃，拿一张半透明纸覆盖在玻璃上，便可把景物的影像描绘下来。到19世纪，玻璃熔炼的进展和光学工业的萌芽，为映绘暗箱的改进提供了条件。后来，用凸透镜或凸凹透镜组代替“针孔”，毛玻璃上呈现现出来的影像的亮度和清晰度都大大地改善。经过不断改进，映绘暗箱已具有照相机的雏型。

　　但是，当时还没有保留影像的感光材料，因而“照相”也就迟迟没有降生。

　　1839年，法国科学家路易·让斯克·芒戴·达盖尔采用他的“照相机”——映绘暗箱做了一次成像实验。他的映绘暗箱，前面装有一组成像镜头，后面装一块倾斜的反射镜，在顶部有毛玻璃取景，这样，镜头形成的影像经反射镜反射后，投射在顶部毛玻璃上，观察起来方便，达盖尔采用水银蒸气处理铜板，获得了世界上第一张清晰的照片。

　　从达盖尔的照相机诞生到现在，经过150多年的演变，结构和性能都有了很大的变化。1860年美国首先制成大型单镜头反光照相机。1888年美国柯达公司生产了第一台小型照相机。1913年德国莱茨厂制成35毫米莱卡照相机，1924年开始批量生产。1937年德国罗莱厂正式生产双镜头反光照相机。同年，德国生产出第一台135中心快门单镜头反光照相机。1963年美国柯达公司制成第一台电子快门照相机。1966年日本生产了焦平面电子快门和中心电子快门，1971年开始大力发展内测光电子快门照相机。

　　目前，照相机在结构和性能方面都已经相当完善，发展特点是优质、精密和自动化。例如，照相机的镜头采用的是优质多层加膜镜头，最短调焦距离为20厘米，光圈一般在f/22-f/1.4的范围。快门是采用电子钢片中心快门或电子控制帘布焦平面快门，速度为8—1/1000秒无级变速，有B门和MX闪光同步，并带电子自拍机构。取景通常采用固定平视棱镜、中心微棱镜、精密聚焦环、中心裂像测距、微棱镜环、全视场聚焦屏等。有的在取景目镜两边装有硅光电二极管、硫化镉光敏元件，在全光圈下对全视场聚焦屏做中央重点测光，实行全自动曝光。

　　全自动曝光，就是摄影者如果先选定快门速度，则照相机会自动配合调整好光圈子；如果先选定光圈大小，则照相机会自动配合调整好快门速度。测光系统读数与曝光误差一般为1/3—1/2挡光圈。快门速度几乎完全准确，仅在高速时有10%的偏差，也是在容许范围内的。

　　世界上的景物，五光十色。譬如说，一张摄自花坛黑白照片，与实际景物相比便黯然失色。因此，人们又着手研究反映万物本色的彩色照相技术。早在100多年前，英国马克斯维尔就曾证明用底片可以把景物的颜色分解为红绿蓝三色，因而能够制成彩色照片。但是，由于这种方法要分别记录景物的3种颜色，必须拍摄3次。1904年，法国米埃尔兄弟发明了彩色底片，才出现了一次摄取的彩色照片。这种彩色底片，是在玻璃板基上涂布对红绿蓝3种颜色感光的微小颗粒感光材料制成的。这种彩色底片沿用了30年，直到1935年，柯达公司的彩色底片问世。

　　如今，照相机种类繁多，感光材料也应有尽有。从公园到边防，从高空到深海，从新闻通讯社到科学实验室，到处都有照相机的踪迹。

　　但是，以往的照相机尽管花样不断翻新，但是万变不离宗，都是按照几何光学成像原理制成的。所拍摄的照片，把人和景物都压缩成扁像，失去了丰富的立体形象。现代的全息照相，伴随着激光技术而获得新生和发展，为我们提供了一种捕捉景物一切可见信息的途径，可以得到极其逼真的立体显示的全息照片，令人如身临其境。