1947年匈牙利出生的英國物理學家D.伽柏從事提高電子顯微鏡分辨本領的工作，受W.布拉格在X射線金屬學方面工作及F.澤爾尼克的關於引入相幹背景來顯示位相的工作的啟發，提出全息術的設想，意圖提高電子顯微鏡的分辨本領。方法是完全撇開電子顯微鏡物鏡，用膠片記錄經物體衍射的未聚焦的電子波，得到全息圖。以相幹的可見光照明全息圖，衍射波將產生原物體放大的光學像。1948年，他利用水銀燈發出的可見光代替電子波，獲得了第壹張全息圖及其再現像。由於全息術的發明，伽柏1971年獲得了諾貝爾物理學獎。20世紀50年代G.羅傑斯等科學家進壹步豐富了波前再現理論。
光波的位相信息是通過與參考光波相幹涉，在記錄介質上形成幹涉圖而記錄下來的，所以要求兩束光高度相幹。1960年，激光的出現為全息術的發展開辟了道路。激光是壹種單色的強光，是制作全息圖最理想的光源。激光照明全息圖，可看到清晰的三維圖像。1961—1962年，E.利思等人對伽柏全息圖進行了改進，引入“斜參考光束法”壹舉解決了“孿生像”問題，用氦氖激光器成功地拍攝了第壹張實用的激光全息圖。這樣就使得全息術在1963年以後成為光學領域中最活躍的分支之壹。1964年利思等人又提出了漫射全息圖的概念，並得到三維物體的再現 。與此同時，蘇聯的物理學家根據李普曼彩色照相法和伽柏全息法提出了反射全息圖的概念。1965年以來全息術的壹個重要分支——脈沖全息術得到了發展，這使得動態全息幹涉計量獲得了實際應用。1968年，S.本頓發明彩虹全息術，由於可用白光觀察全息圖，看到記錄物體的彩虹像，成為顯示全息術的重要進展。它使後來通過模壓技術批量生產全息圖成為現實。