全像之基本原理
參考光束及照物光可以用複數型態之數學式表示如下：
照物光 Uo
參考光 Ur
兩道光在相互會合後而產生某些固定點有強度變強（建設性干涉）或弱（破壞性干涉）的現象，其光場為兩道光之和，即 Uo + Ur ﹐ 其光場強度 Ⅰ可以表示如下：
強度I
= I
= I
在此我們討論一最簡單之情況，即底片之曝光量在其感光線性區內，而光場強度 Ⅰ 在底片上造成明暗不同之干涉條紋，明暗不同之干涉條紋直接影響底片穿透率，假設底片穿透率與Ⅰ 成正比是合理的作法。
亦即 t 
= I
以參考光入射時，其入射後之重建光光場為參考光光場與底片穿透率之乘積。即重建光光場t Ur將與 I Ur 成正比。其光場強度可以表示如下：
強度 
U(x,y)
在此
為穿透光光場﹐而
則為重建影像之光場。
而上式中後一項 
則為重建影像之共軛光場，它包含物體共軛
像 
的相位訊息，但又夾帶Ur2的相位。
由上可知
底片上Ⅰ（穿透強度）之訊息乘上一個光波後，可使光波非但強度改變且可使其波形強弱改變，而成為另一種方向，或另一個光波，或可拆為二個以上之光波。注意上式中之
一項，其振幅與照物光雖不同，但相位卻一致，亦即此項光場會帶著和照物光一樣的資訊，因此在特定角度下，觀察者將得到與物體相同的影像。
照物光 Uo只是一個概略的表示 ，當物光是一個平行光時，Uo 為一常數與 ｚ之乘積（ｚ為 ｚ軸座標值，設光沿 ｚ 軸方向前進。
通常這種情形是在製作全像光柵時採用 ，我們由全像理論中，兩道平行光 E1､E2 互相干涉的時候，其調制之能量分佈為正弦曲線。設底片之曝光量與其底片穿透率兩者成線性關係，可得：底片穿透率其分佈亦為正弦曲線。當 E1= E2 時，能量分佈會有零的地方產生，此時底片穿透率調制幅度得最大值。當參考光光場強度大為減弱，無法與照物光光場保持１：１之比例（ 即E1¹ E2 ） 時，底片穿透率調制幅度將減小，光柵本身將得到一個基本之曝光量，繞射效率較低。
當物光是一個帶著複雜物體外型的波前時， Uo 可視為許許多多點光源的集合，即Uo= å Uoi，因此在求參考光束及照物光光場強度： (Ur + Uo ) · (Ur +Uo )* 時，我們將發現除了照物光與參考光互相干涉外，照物光本身也互相干涉，即產生了不必要的干涉結果。如照物光很強，則照物光本身互相干涉也會很強，造成全像片雜訊很高，因此在全像片拍攝時， 常有意壓抑照物光強度，通常當照物光光場強度須減弱，與參考光光場保持１：５至 １：１０之比例。
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