彩色全息制版常用光源及其選擇

由全息的特點可知，全息制版的特點是通過參、物光的干涉記錄三維物體的真實像。然而在全息記錄過程中，從三維物體不同部位表面散射和反射的光由于物體的深度不同，到達全息干版時的光程也不同，當其與參考光波干涉時，兩者的光程差將在很大的范圍內變化。所以要求記錄光源有較長的相干長度，即較好的時間相干性；而且為了能把具有較大空間分布范圍的物體記錄下來，要求照明光束在較大橫截面內各光線間是相干的，即要求光束具有較好的空間相干性；此外，為了滿足全息記錄所需要的時間和空間相干性，在全息記錄系統中往往將光束分束后稍加擴束，用作參考光波和物體的照明光波，這就要求光源的能量在空間有較高的集中度。目前，可以滿足這些要求的尚只有激光器，其他普通光源無法滿足這些條件。因此至今，記錄三維物體的全息圖只能用激光，采用白光記錄全息圖還只限于二維物體。
全息制版常用的激光器
激光器的選擇
一般用全息干版記錄三維物體的全息圖可用he－ne激光器。拍攝景深大的物體可用長相干長度的he－ne激光器。用重鉻酸鹽明膠作記錄介質時最好用輸出波長為400nm 的ar+激光器，而選用光致抗蝕劑則應選用輸出波長為441nm的 he－cd激光器或輸出波長為457．9nm 的ar＋激光器。如拍攝活動物體的全息圖，則需要用脈沖激光器。
全息常用的激光器見表1。
名稱
輸出波長/nm
輸出功率/nw
輸出方式
激光管長/m
he-ne激光器
632.8
632.8
339.0
1～5
10～100
～20
連續
0.3～0.5
1.0～2.0
～1.0
he-cd激光器
441.6
325.0
1～50
連續
1.0～2.0
ar+-cd激光器
636.0
635.5
533.7
537.8
441.6
30～50
連續
1.0～2.0
ar+激光器
457.9
476.5
488.0
496.5
501.7
514.5
1～18
連續
0.3～20
kr+激光器
476.2
530.9
568.1
647.1
676.4
752.5
連續
0.2～20
紅寶石激光器
694.3
連續
0.3～20
nd3+yag
1060.0
脈沖
雖然大自然中物體的顏色色彩繽紛，變化多端，然而根據顏色的視覺理論，視網膜上有三種感色的錐狀細胞，分別對紅、綠、藍（r、g、b）三種顏色敏感，我們把這三種顏色稱為三原色。研究表明，自然界中變化多端的各種色彩原則上都可用三原色按不同比例混合而成。這種不同的比例反映在照相材料上，則為不同的灰度等級。彩色膠印印刷，就是將不同灰度等級的記錄介質轉化成由大小不一、疏密不勻的網點所構成的印版，然后以四原色或多色套印，再現出原稿的層次和色調。雖然彩色全息印刷在再現原稿的色彩方面與彩色印刷有著截然不同的方式，前者是通過黃、品紅、青、黑油墨以色料減色法再現原稿，而后者則以紅、綠、藍三原色色光的加色法再現原稿色彩的，但是，除了它們在復制過程中的具體工藝技術上有很大差別外，以三原色分解原稿和以三原色疊加再現原稿色彩的原理是一致的。所以，記錄物體的真彩色全息圖時應選用白色激光器。研究表明，三原色可與三種純光譜相對應，為此國際照明委員會制定了三原色標準。1931cie－rgb真實三原色表色系統規定：紅原色的波長＝700.0nm,綠原色的波長為＝546．1nm，藍原色的波長為＝435．8nm。1964ciergb系統規定：紅、綠、藍原色則分645．2nm、526．3nm、444．4nm。全息記錄需使用激光器，現有激光器的輸出波長與三原色波長一般不符，故只能選用比較接近的波長。例如，可用k＋白色激光器或ar＋－cd激光器作為三原色激光源。根據目前激光器工業的現狀，適合于全息制版的激光輸出有以下幾組波長供選用（如表2所示）。
表2 彩色全息用三原色激光波長
組
波長/nm
激光
顏色
組
波長/nm
激光
顏色
1
647.1
520.8
476.2
氪
氪
氪
紅
綠
藍
5
632.8
514.5
477.1
氦－氖
氬
氬
紅
綠
藍
2
647.1
520.8
441.6
氪
氪
氦－鎘
紅
綠
藍
6
647.1
514.5
488.0
氬－氪
氬－氪
氬-氪
紅
綠
藍
3
632.8
514.5
488.0
氦－氖
氬
氬
紅
綠
藍
7
636.0
635.5
533.7
537.8
441.6
氦－鎘
氦－鎘
氦－鎘
紅
綠
藍
4
632.8
532.0
488.0
氦－氖
nd:yag
氬
紅
綠偏黃
藍
選擇的原則主要從色彩的真實感考慮，應該使三種波長在x-y色品圖（圖2）中所占的三角形面積為最大，同時要考慮到諸如激光器輸出功率等其他因素。例如表2中第三組（圖2中實線三角形）、第二組（點線三角形）和第五組（圖2中虛線三角形），從色品圖來看第二組占優，且黃較豐富；而從輸出功率方面來看，由于477．1nm波長的功率比488．0nm的功率小得多，則第三組較合適。此外，也要根據實驗室的條件來選取合適的三原色激光波長。
用三基色激光記錄時，有三個全息圖重疊在一張干版上。如果仍用三基色激光沿參考光的方向明該全息圖，則有九個組成原始像的衍射光波。其中紅、綠、藍三個波長對各自顏色光波形成的全息圖的三個衍射光波在同一方向，并產生和物體顏色相同的真彩色虛像。而它們對不同顏色光波形成的全息圖共產生六個方向不同的衍射光波，造成了再現像的色串擾。因此，真彩色全息的關鍵之一是消除色串擾。
圖 1932cie色品圖


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