1、 螺旋上升法案例分析 全息术的发展螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展目录目录u螺旋上升否定之否定规律u案例分析全息术的发展u螺旋上升的方法论意义螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展l 所谓螺旋上升，是指事物的发展有一系列的循环构成，不是平铺直叙，而是迂回曲折的。l 螺旋上升过程的每一个循环都比前一个循环更高一层，更进一步。l 螺旋上升法的实质是辩证法中否定之否定规律的具体表现。螺旋上升示意图 那么，什么是否定之否定规律呢？一、螺旋上升否定之否定规律螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展l 它阐明了新旧事物交替中的辩证联系，以及发展过程的波浪式前进、螺旋式波浪式前进、螺旋式上升上升的性质。否定之
2、否定规律又称肯定否定规律，也就是肯定与否定的对立统一的规律。它是从事物矛盾运动的方向和道路方面进一步展开了对立统一规律。l 它指出事物发展的方向是前进的，道路是曲折的，事物的发展是前进性和曲折性前进性和曲折性的统一。螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展l 每一次否定都是质变质变，都把事物推到新阶段；每一周期都是开放的，不存在不被否定的终点。l 事物发展到否定之否定阶段，经过两次辩证的否定，克服了前两个阶段的局限性和片面性局限性和片面性，保留了前两个阶段的积极因素，又增加了新的内容。它推动着事物从低级向高级发展。l 上升性或前进性，是事物发展不可逆的基本方向和基本方向和趋势趋势。前进性体现在：螺
3、旋上升法之案例分析 全息技术的发展曲折性体现在：下面让我们来看一个螺旋上升的技术的例子 全息术的发展l 事物经过对立面的两次否定、两次转化，就表现为一个周期，表现为仿佛是“回到出发点的运动”。l 在事物的发展中，有暂时的停顿或倒退，但是经过曲折终将为事物的发展开辟道路。l 这表明事物的发展不是直线前进，而是一个不断反复的过程。事物发展具有回复性回复性。事物的发展是螺旋式的上螺旋式的上升运动，波浪式的前进升运动，波浪式的前进。螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展二、案例分析全息术的发展光波照明全息图，由于衍射效应能再现出原始物光波，该光波将产生包含物体全部信息的三维像。这个波前记录和再现波前记录
4、和再现的过程就是全息术。什么是全息术全息术利用干涉原理，将物光波前以干涉条纹的形式记录下来，由于物光波前的振幅和相位振幅和相位即全部信息都储存在记录介质中，故被称为“全息图”。全息术示意图螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展全息术的优点p 可分割性可分割性全息照片的碎片仍能反映出整个物体的图像，不会因照片的破碎而失去图像的完整性。p 信息容量大信息容量大全息存储的存储容量上限为1/3 ，远大于磁盘和光盘的存储容量。p 三维立体性三维立体性全息照相再现的图像是三维立体的，具有如同观看真实物体一样的立体感，这一性质与现有的用偏振镜看的立体电影有着本质的区别。螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展u
5、1947年，D.伽柏提出全息术的设想，意图提高电子显微镜的分辨本领。u 方法是完全撇开电子显微镜物镜，用胶片记录经物体衍射的未聚焦的电子波，得到全息图。以相干的可见光照明全息图，衍射波将产生原物体放大的光学像。u 为检验他的理论，1948年他利用水银灯发出的可见光代替电子波，获得了第一张全息图及其再现像第一张全息图及其再现像。u 由于全息术的发明，D.伽柏1971年获得了诺贝尔物理奖诺贝尔物理奖。u 20世纪50年代G.L.罗杰斯（G.L.Rogers）等科学家进一步丰富了波前再现理论。全息术的诞生全息术是由匈牙利出生的英国物理学家 D伽柏伽柏(D.Gabor)发明的。螺旋上升法之案例分析 全
6、息技术的发展u 光波的位相信息是通过与参考光波相干涉，在记录介质上形成干涉图而记录下来的，所以要求两束光两束光高度高度相干相干。u 但在当时的条件下，由于没有更好的相干光源，只是采用水银灯记录全息信息，事实上不能制作任何有一定深度的物体的全息图。u 伽柏全息图再现时，在两侧同轴方向产生不可分离的“孪生像”。观察者对虚像聚焦时，会看到由实像引起的离焦像；对实像聚焦时，伴随有离焦虚像。全息图像的成像质量很差。u 由于光光相相干性干性的限制以及的限制以及“孪生像孪生像”的问题，全息术研究的进展极大受阻。大量的科学家花费了十年的时间却没有使这一技术有很大进展。面临着巨大的障碍和仅有的一点结果，使它的早
7、期研究者不得不放弃了这种光学显示技术。1955年以后，全息术全息术的的发展陷入了休眠状态发展陷入了休眠状态。全息术的低谷螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展u 他们借鉴雷达中的载频技术，提出“斜参考光法”，一举解决了解决了“孪生像孪生像”问题，用氦氖激光器成功地拍摄了第一张实用的激光全息图激光全息图。全息术的重生1960年，激光的出现激光的出现为全息术的迅速发展开辟了道路。激光是一种单色性很强的光，是制作全息图最理想的光源。u 1962年美国密执安大学雷达实验室从事综合孔径天线研究的E.N.利斯利斯（E.N.Leith）和J.乌帕特尼克斯乌帕特尼克斯（J.Upatnieks）发明了离轴全息术离
8、轴全息术，带动全息术进入了全新的发展阶段。u 这种方法不像伽柏全息图那样以物体直接透射光作为参考光，而是单独引入分离的倾斜照射的参考光波。依据这种方法采用氦氖激光器拍摄成功第一张三维物体的激光投射全息图。激光照明全息图，可看到清晰的三维像。产生孪生像的衍射波在方向上分离，不再相互干扰。这样就使得全息术成为光学领域中最活跃的分支之一。离轴全息术的记录与再现螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展由于脉冲红宝石激光器可辐射持续时间很短（短到几个纳秒）的强脉冲激光，研究人员开始用脉冲激光全息图记录运动的物体，如飞行子弹、喷射微粒、飞虫等，该方法后来开创了脉冲激光全息人物肖像的特殊应用领域。1962年前苏
9、联科学家U.丹尼苏克（Denisyuk）提出了反射全息图反射全息图的方法，第一次用普通的白炽灯照明全息图白炽灯照明全息图观察到全息像。1965年，R.L.鲍威尔、K.A.斯泰特森提出全息干涉全息干涉术术。物体在施加应力前后经两次全息曝光，再现的全息像上的等高线显示物体变形的状况。全息干涉术可用于材料的无损检测、流场分析等。螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展u 彩虹全息术掀起以白光显示为特征的全息三维显示新高潮。彩虹全息图是一种能实现白光显示的平面全息图，与丹尼苏克（Denisyuk）的反射全息图相比，除了能在普通白炽灯下观察到明亮的立体像外，还具有全息图处理工艺简单、易于复制等优点。u 把彩
10、虹全息术与当时发展日趋成熟的全息图模压复制技术结合起来便形成了目前风靡世界的全息印刷产业全息印刷产业，产生了全息信用卡、全息商标、全息钞票、全息卡通、全息装饰材料、甚至全息服装等保安防伪及装璜装饰的全息图新应用。彩虹全息术的发明真正使全息防伪全息防伪成为可能。全息术的兴盛1969年，S.A.本顿本顿（Benton）发明了彩虹全息术彩虹全息术，由于可用白光观察全息图白光观察全息图，看到记录物体的彩虹像，成为显示全息术的重要进展。从此全息术走出实验室，出现在公众的面前。螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展全息术的前沿u 激光的高度相干性，要求全息拍摄过程中各个元件、光源和记录介质的相对位置严格保持
11、不变。这也给全息技术的实际使用带来了种种不便。u 于是，科学家们又回过头来回过头来继续探讨白光记录白光再现白光记录白光再现全息图的可能性。u 它将使全息术最终走出有防震工作台的黑暗实验室，进入更加广泛的实用领域。白光全息术白光全息术是利用白光制作全息图，用激光或白光照明观察再现，这是全息术的最高阶段，至今虽有不少人做了一些初步工作，但尚未有突破性进展。螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展p 立体电影、电视等全息显示的普及p 光全息存储器有望代替现有存储器p 全息显微技术全息术的应用及前景u 全息术在实际应用中已相当广泛，取得大量成果，并且方兴未艾。例如：全息显微摄影与全息显示，全息干涉计量，计
12、算机全息，模压全息，全息存储，等等。u 可以设想，在不久的将来,不仅以上提到的现阶段 的各种应用会进一步的提高和完善,并且以下设想也将有可能 成为现实。u 在未来的发展中，全息术将会扮演着越来越重要的角色。从长远来看,全息术今后所带来的 技术发展与应用是无法估量的。螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展全息术发展带来的启示从全息术的发展历史可以看出，全息术的发展是曲折的曲折的，也是前进的前进的。伽柏发明全息术u 伽柏发明了全息术，这个开创性的工作的意义是巨大的。u 但是，由于当时技术的限制，没有相干性良好的光源，也无法解决“孪生像”的问题。u 全息术遇到了难以逾越的瓶颈难以逾越的瓶颈。螺旋上升法
13、之案例分析 全息技术的发展u 利斯和乌帕特尼克斯发明了离轴全息术，u 激光激光的出现为全息术的重生带来了曙光曙光。u 本顿发明了彩虹全息术。伽柏发明全息术彩虹全息术离轴全息术激光具有良好的相干性，极好地满足了全息术对记录光波的要求。没有激光，就不会有全息术的再次兴起。成功解决了“孪生像”问题。他们用氦氖激光器成功地拍摄了第一张实用的激光全息图。这为全息术的发展提供了关键的技关键的技术支持术支持。u 此后，全息术的发展相对顺利相对顺利。这是一种用激光记录，白光照明再现的全息图制作技术。彩虹全息术的出现，让激光全息摄影技术和全息印刷产业随之风靡全世界。从此全息术走出实验室全息术走出实验室，出现在公
14、众的面前。螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展u 全息术的研究前沿是白光全息术白光全息术。不难看出，全息术的发展过程是 波浪式前进、螺旋式上升的。伽柏发明全息术白光全息术彩虹全息术离轴全息术全息术发展史这是用白光记录和白光再现的全息术。由于激光记录给全息术的实际使用带来种种不便，于是，科学家们又回过头来继续探讨白光记录白光再现全息图的可能性。表面上看，这似乎又回到了似乎又回到了原点原点。当初伽柏时期也是用白光(汞灯)记录，白光再现。这正是否定之否定规律的实例，是全息术螺旋式上升螺旋式上升的体现。然而，白光全息术和伽柏时期的全息术有着本本质的区别质的区别，不论是从实现的技术手段，还是从它产生的效
15、果，都是不可同日而语的。螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展p 全息术的发展的螺旋上升特点告诉我们，技术发展的趋势总是前进的、上升的前进的、上升的，技术发展过程中的挫折是暂时的挫折是暂时的，它总会重新得到重视和发展。p 一种技术的突破技术的突破往往会带动其他相关技术或者行业的发展，有时候会起着关键性关键性的作用。p 在技术发展的低谷，由于条件的限制条件的限制，不可能出现技术的突破，我们就不应该一意孤行不应该一意孤行，执意研究下去；但是，我们也不能不能因为一时条件不具备而放弃放弃这一大有前途的技术，这样我们在条件成熟时就会失去进一步发展的机会。启示螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展三、螺旋上升
16、法的方法论意义任何事物，包括技术，它们的发展都是螺旋式上升的。认识技术发展的螺旋式具有重要的方法论意义。p 它告诉人们，技术的发展道路不是直线式的而是曲折的曲折的。p 只有依据技术发展的这种辩证特征，端正我们的认识并去指导实践，才能使主观思想符合技术的发展逻辑，防止思想认识的防止思想认识的直线性直线性。p 在实践活动中有时为了前进而后退，为了走直路而走弯路为了前进而后退，为了走直路而走弯路，这是符合技术的辩证过程的。p 螺旋式的发展表明，技术发展的总趋势是前进的、上升的总趋势是前进的、上升的，不是周而复始的往返循环。技术发展过程中的曲折、倒退是暂时的，它的总趋势、总进程是改变不了的。螺旋上升法之案例分析 全息技术的发展Thank You!
