一、全息图的记录和重现

普通照相采用几何光学成像方法，记录的是物光强度分布；全息照相采用的是物理光学的干涉、衍射原理，记录的是干涉条纹。全息照相过程分为记录和重现两个步骤。记录时，引入参考光，使其与物光波在记录平面上发生干涉，形成干涉条纹；重现时，参考光通过干涉条纹衍射，获得原物图像。

利用数学分析的方法来表示记录与重现：

记录：

设

则其合光场

光强度

其中第三项代表两个波之间的干涉效应，受余弦调制产生条纹。底片经曝光、显影、定影处理后获得干涉图样，其条纹对比度：

条纹形状由位相差 \left( \phi_{o}-\phi_{R} \right) 决定。因此，全息图片经曝光、显影、定影等处理后，不仅记录了关于两光波的强度信息，也记录了它们的振幅和位相信息。 \left( \phi_{o}-\phi_{R} \right) 的空间变化不一定是线性的，也不一定是单调的，因而干涉条纹的疏密、取向、强度和对比度都是在随处变化。但其变化并不是随机的，而是以 \phi_{R} 随空间较规则的变化为标准，把物光波的位相分布 \phi_{o}以光强度变化的形式按照公式反映出来，而振幅则以条纹的调制深度被记录下来。

重现：

设全息底片工作于线性区，则经显影、定影等处理后，其振幅透过率与曝光强度成正比：

当用原参考光重现时，其透射光场为：

当用共轭参考光重现时，其透射光场为：

说明：前面两个公式表现出曝光时的入场光场和显影后的透射光场之间的高度非线性关系，似乎线性系统对全息照相理论不起作用。但是从物光场 O\left( x,y \right) 到透射光场分量 E_{\varepsilon}=\beta\left| R \right|^{2}O或 E_{\varepsilon}^{'}=\beta\left| R \right|^{2}O^{*}的变换确实完全线性的。

二、全息照相的基本特点

1、三维特性

2、弥漫性 即使用全息底片的一个小碎片，也能重现出所拍摄物体的完整形象。

3、可进行多重记录

4、可同时获得虚像和实像，实像能投射到屏幕上被观察到，而虚像则不能。

三、全息图的类型

1、按参考光、物光是否同轴：同轴全息和离轴全息图

2、按全息图结构与观察方式：透射全息与反射全息图

3、按全息图复振幅透过率：振幅型全息图与位相型全息图；后者又分为折射率型和表面浮雕型两种。

4、按全息底片与物体距离：像面全息图，菲涅耳全息图和傅里叶变换全息图。

5、按所用重现光源分类：激光重现和白光重现。

6、按所用重现光源分类：激光重现和白光重现。