Tiếp đầu ngữ holo xuất phát từ chữ Hy Lạp holos có nghĩa là tất cả, toàn thể, grame có nghĩa là ghi lại, vẽ. Lý thuyết về phép toàn ảnh (holography) do nhà vật lý người Anh là Dennis Gabor đưa ra năm 1947, năm 1948 đã chứng minh được bằng thực nghiệm. Tuy nhiên phải đến 10 năm sau đó, nhờ có tia laze tạo ra được hai tia sáng cực mạnh và kết hợp, phép toàn ảnh mới có ý nghĩa thực tế, được ra ứng dụng rộng rãi. Người đầu tiên dùng laze để phát triển phép toàn ảnh là Emmett N. Leith.
Ðể thực hiện phép toàn ảnh, người ta dùng một tia sáng laze hướng đến một dụng cụ tách tia (thí dụ gương bán mờ, nửa truyền qua, nửa phản xạ) tách thành hai tia laze. Một trong hai tia này, được gọi là tia quy chiếu chiếu vào phim ảnh, tia còn lại chiếu vào vật, bị vật tán xạ. Tia tán xạ từ vật đi đến phim ảnh gọi là tia vật. ở chỗ phim ảnh có sự giao thoa giữa tia quy chiếu và tia vật và phim ảnh ghi lại cường độ giao thoa của hai tia đó. ảnh giao thoa ghi được ở phim ảnh này có tên gọi là toàn ảnh ký hay toàn ký (hologram).
Chú ý rằng tia quy chiếu và tia vật gặp nhau trong cả một phạm vi trong không gian nên phim ảnh chế tạo để ghi giao thoa của hai tia này là một phim ảnh có lớp nhũ tương khá dày, ghi lại được phân bố cường độ giao thoa trong một phạm vi thể tích giao thoa chứ không phải là ảnh giao thoa trên mặt phẳng.
Ảnh giao thoa đặc biệt này (toàn ký) mang thông tin về hình ảnh ba chiều của vật tức là toàn ảnh (holographic image).
Ðể có được toàn ảnh, người ta thực hiện quá trình ngược lại: dùng chùm tia sáng chiếu vào toàn ký một cách thích hợp, các tia sáng từ toàn ký đi ra tái tạo lại hình ảnh ba chiều của vật. Các tia sáng từ toàn ký đến mắt ta nhìn không khác gì các tia sáng tán xạ từ vật khi có ánh sáng chiếu vào.
Ta có thể nhìn vào toàn ảnh từ mặt trước mặt sau, mặt trên, mặt dưới... như khi nhìn vào vật thật. ở phim ảnh thông thường mỗi điểm trên phim ảnh ghi cường độ ánh sáng của một điểm tương ứng trên vật, nếu điểm ghi trên phim bị hỏng không thể nào hồi phục lại được. Còn ở phép toàn ảnh, mỗi điểm ghi được trên toàn ký là kết quả giao thoa của rất nhiều tia từ vật đến với tia quy chiếu, do đó có hư hỏng một số chỗ trên toàn ký, vẫn tái tạo được toàn ảnh.
Phép toàn ảnh hiện nay được ứng dụng rất rộng rãi. Thí dụ có thể ghi toàn ký của một chiếc bình cổ, khi chiếu ánh sáng vào toàn ký có thể thấy được chiếc bình cổ từ mặt trước mặt sau... y như thật. Ngành bảo tàng thường sử dụng phép toàn ảnh để triển lãm giới thiệu cổ vật hấp dẫn hơn rất nhiều so với cách giới thiệu qua ảnh chụp.
(nguồn: Vật lý sư phạm)
Còn đây là sơ đồ:
