全息照相具有如此驚人的技藝，然而，孰知它竟沉睡了很久……
早在1948年，英國倫敦大學的博學多才的科學家丹尼斯·伽柏，在改進電子顯微鏡的分辨率的過程中，曾作過這樣一個實驗：用一束單色光照射物體，將照相底片放在物體反射光經過的路上，同時用另一束光照射底片，過兩束光便在照相底片上發生了幹涉現象。衝洗之後，就得到了一張帶有一些複雜的幹涉花樣的照相底片。他將這樣的照相底片稱為全息圖。他用一束相幹光照射全息圖，奇異的事情發生了：競觀察到了一種十分逼真的物體的立體象！這就是全息照相的開端。丹尼斯·伽伯由於提出了全息概念，而獲得了諾貝爾物理學獎金。但是，那個時候，由於科學技術發展的水平所限，當時還缺乏很好的單色光源，因而實驗是很困難的，效果也不夠理想。一直到本世紀六十年代初期，出現了激光技術，擁有了極好的相幹光源，從這個時候開始，全息照相術才得到了迅速發展和廣泛應用。
我們知道，光是電磁波，而決定波動特性的參數有兩個——振幅和相位。振幅表示光的強弱，相位表示光在傳播過程中各質點所在的位置及振動的方向。因此，光的全部信息應當由振幅和相位這兩個參數共同來表示。然而，以往在照明工程中和成象問題上，都沒有采用光的波長、振幅、相位等波動的概念，而隻是沿用了經典的光線光學的概念，即用純粹幾何光學的方法來進行研究。這種傳統的方法，雖然很方便而且實用，但它卻僅僅是一種近似的方法。盡管如此，這種幾何光學方法，在光學的形成、發展和應用的曆史進程中，畢竟是一個不可缺少的部分，作出了極其重要的貢獻，直至今日，它仍不失為現代物理學和現代光學中的一個基礎組成部分。
就照相技術而言，自其發明以來，在100多年之中，相繼出現的電影技術（十九世紀末）、電視技術（二十世紀三十年代），都是依據幾何光學的原理，利用透鏡光學係統成象而攝製，因而使豐富的立體的景物完全塌落成象於感光材料上，然後在照相紙、銀幕或熒屏上再現出原來景物的平麵象。長期以來，人們已經習慣於看這種被壓縮在一個平麵上的三維空間的實物影象。在銀幕上或熒屏上，電影演員和電視廣播員的形象是很優美動人的，但是，這些影象在任意瞬間和照片並沒有什麼不同，仍然是平麵象。這就是因為，在普通的照相、電影、電視攝影中，僅僅是記錄了光的強度，即僅僅將人物和景物反射出來的與振幅平方成正比的光強度變化記錄下來，表現為照片上的黑白反差，而對於相位則不能加以分辨。也就是說，普通攝影隻記錄了來自景物的光波強度（振幅）信息，而未能記錄來自景物的光波相位信息。
激光問世以後，由於有了這種理想的單色光源，利用激光全息幹涉法進行攝影，既能記錄光波的振幅信息，又能記錄光波的相位信息。這種記錄光波全部信息的照相即為全息照相。按照全息照相的概念，如果人眼睛看見了一個亮點，那是因為有一個發光點所發出的球麵波波麵為人眼睛所接收到的緣故；如果一個發光點或無數發光點組成的物體被障礙物遮住，但它們所發出的球麵波或特定的波麵卻被記錄下來或被人眼睛看到，則也應同樣視為該發光點或發光體的存在。這就是全息照相最初的設想。事實上，這種設想應包括兩個部分：一是將景物包括振幅和相位全部信息的特定波麵記錄下來；二是要在觀察時再將原來的特定波麵重新顯現出來。
記錄光波的振幅，這早在100多年前攝影技術出現時，就已經解決了；而現在的問題，是解決如何記錄光波的相位。所采用的記錄光波相位的方法是光的幹涉。譬如說，可以將一束具有恒定相位的光束（球麵波或平麵波）作為參考光束，讓它和所要記錄的波麵發生幹涉，然後將這種相於圖象記錄下來。
那麼，全息照相的過程如何，全息照片又是怎樣攝製出來的呢？
讓我們先來看一個實驗，將一束激光垂直地照射到兩條平行狹縫上，通過發射出兩束光，投射到屏幕上。兩束光在屏幕上迭加而產生幹涉條紋。如果看作物體，看作參考光源，則屏幕上的幹涉花樣即為全息圖。如果用照相底片代替屏幕，記錄下來幹涉圖形，就得到了一張狹縫的全息照片。這張照片，是一隻強度按正弦規律變化的明暗相間條紋構成的光柵。隻要用參考光束去照射所得到的全息照片幹涉圖形，就可以觀察到的再現象。由於光柵的衍射效應，在光柵後麵會出現一係列的衍射光波，其中有一列衍射光波與物體原來位置所發出的光波一樣，這列光波就在狹縫處形成一個虛象。於是，我們可以從全息照片的後麵看到原物體狹縫的再現的象，它是一條明亮的條紋。此外，在全息照片的後麵還有一個同它共軛的實象。如果要把這個實象拍攝下來，不需要使用任何照相機，隻要把感光底片放在這個實象的位置處，就能記錄下來了。