Holografi - itu ... Konsep, prinsip, aplikasi

gambar holografik dari saat ini semakin banyak digunakan. Beberapa bahkan percaya bahwa itu dapat menggantikan sarana dikenal komunikasi dari waktu ke waktu. Suka atau tidak, tapi sekarang sudah banyak digunakan dalam berbagai industri. Sebagai contoh, kita semua adalah stiker hologram familiar. Banyak produsen menggunakan mereka sebagai sarana perlindungan terhadap pemalsuan. foto di bawah ini menunjukkan beberapa stiker hologram. aplikasi mereka - cara yang sangat efektif untuk melindungi barang dan dokumen terhadap pemalsuan.

Sejarah studi holografi

Tiga-dimensi gambar yang diperoleh sebagai hasil dari refraksi, mulai belajar relatif baru-baru. Namun, kita dapat berbicara tentang keberadaan sejarah studi nya. Dennis Gabor, ilmuwan Inggris, pertama kali diidentifikasi pada tahun 1948, itu adalah holografi. Penemuan ini sangat penting, tetapi nilai terbesar pada saat itu belum jelas. Bekerja di tahun 1950-an, para peneliti telah menderita dari kurangnya sumber cahaya memiliki koherensi - fitur yang sangat penting bagi perkembangan holografi. Laser pertama diproduksi pada tahun 1960. Dengan perangkat ini adalah mungkin untuk menerima cahaya memiliki koherensi yang cukup. Juris Upatnieks dan immet Leith, ilmuwan AS telah menggunakannya untuk membuat hologram pertama. Dengan bantuan mereka itu diperoleh gambar tiga dimensi dari obyek.

Dalam tahun-tahun berikutnya, penelitian dilanjutkan. Ratusan makalah penelitian yang meneliti konsep holografi, sejak itu telah diterbitkan, dan menerbitkan banyak buku tentang metode ini. Namun, karya-karya ini ditujukan untuk profesional dan tidak pembaca umum. Pada artikel ini kita akan berbicara tentang segala sesuatu bahasa diakses.

Apa holografi

Anda dapat menawarkan definisi berikut: holografi - diperoleh dengan foto laser yang volumetrik. Namun, definisi ini tidak sepenuhnya memuaskan, karena ada banyak jenis lain dari gambar tiga dimensi. Namun, itu mencerminkan paling signifikan: holografi - metode teknis yang memungkinkan untuk "record" penampilan suatu objek; dapat membantu mendapatkan gambar tiga dimensi yang terlihat seperti hal yang nyata; penggunaan laser telah penting untuk perkembangannya.

Holografi dan aplikasinya

Penelitian holografi membantu memperjelas banyak isu yang terkait dengan fotografi konvensional. Sebagai seni rupa gambar tiga dimensi bahkan dapat menantang yang terakhir, karena memungkinkan Anda untuk mencerminkan dunia lebih akurat dan benar.

Para ilmuwan kadang-kadang memancarkan era dalam sejarah umat manusia dengan sarana komunikasi, yang dikenal di abad tertentu. Anda dapat mengatakan, misalnya, dari yang ada di hieroglif Mesir kuno, penemuan di 1450 dari mesin cetak. Sehubungan dengan diamati saat ini kemajuan teknologi, sarana baru komunikasi, seperti TV dan telepon, menduduki posisi dominan. Meskipun prinsip holografik masih dalam masa pertumbuhan ketika datang untuk penggunaannya di media, ada alasan untuk percaya bahwa perangkat berdasarkan itu akan dapat menggantikan sarana dikenal komunikasi di masa depan, atau setidaknya memperluas ruang lingkup dari aplikasi mereka.

literatur fiksi ilmiah dan pers populer sering digambarkan holografi di salah, cahaya terdistorsi. Mereka sering membuat ide yang salah tentang metode ini. gambar tiga dimensi, terlihat untuk pertama kalinya, menarik. Namun tidak kurang mengesankan adalah penjelasan fisik dari prinsip perangkat tersebut.

Pola interferensi

Kemampuan untuk melihat benda-benda didasarkan pada kenyataan bahwa gelombang cahaya dibiaskan oleh atau tercermin dari mereka, masuk ke mata kita. Cahaya yang dipantulkan dari suatu objek yang ditandai dengan bentuk gelombang dari depan gelombang yang sesuai dengan bentuk objek. Gambar gelap dan terang garis-garis (atau garis) membuat dua kelompok gelombang cahaya yang koheren yang mengganggu. Ini membentuk holografi volume. Strip data dalam setiap kasus terdiri dari kombinasi yang hanya bergantung pada bentuk gelombang muka gelombang yang berinteraksi satu sama lain. gambar seperti ini disebut gangguan. Hal ini dapat diperbaiki, misalnya, di piring fotografi, jika Anda memasukkannya ke dalam tempat di mana ada interferensi gelombang.

Berbagai hologram

Metode ini memungkinkan Anda untuk merekam (mendaftar) tercermin dari gelombang depan objek, dan kemudian mengembalikannya sehingga penonton merasa bahwa ia melihat hal yang nyata, dan holografi. Efek ini, yang disebabkan oleh fakta bahwa gambar tiga dimensi diperoleh pada tingkat yang sama sebagai hal yang nyata.

Ada berbagai jenis hologram, di mana mudah untuk mendapatkan bingung. Dalam rangka untuk menentukan ini atau itu baik, sebaiknya dikonsumsi kata sifat empat atau bahkan lima. Dari semua set mereka, kita hanya mempertimbangkan kelas dasar yang menggunakan holografi modern. Namun, Anda harus terlebih dahulu berbicara sedikit tentang fenomena ini gelombang difraksi. Bahwa hal itu memungkinkan kita untuk merancang (atau lebih tepatnya untuk merekonstruksi) wavefront.

difraksi

Jika suatu objek di jalur cahaya, ia melemparkan bayangan. tikungan cahaya di sekitar objek, datang sebagian ke daerah bayangan. Efek ini disebut difraksi. Dia adalah karena sifat gelombang cahaya, tetapi untuk menjelaskan hal itu cukup sulit untuk secara ketat.

Hanya di sudut yang sangat kecil cahaya menembus ke wilayah bayangan, sehingga kita hampir tidak menyadarinya. Namun, jika ada pluralitas hambatan kecil, jarak antara yang merupakan hanya beberapa panjang gelombang cahaya dalam perjalanan, efek ini menjadi cukup terlihat.

Jika jatuhnya muka gelombang jatuh pada hambatan tunggal yang besar, "jatuh" bagian yang relevan dari itu, yang tidak mempengaruhi wilayah yang tersisa dari muka gelombang. Jika ada banyak rintangan kecil di jalan, hal itu diubah dengan difraksi sehingga penyebaran penghalang cahaya akan memiliki depan gelombang kualitatif berbeda.

transformasi begitu kuat sehingga bahkan cahaya mulai menyebar ke arah lain. Ternyata difraksi memungkinkan kita untuk mengkonversi muka gelombang asli dalam sangat berbeda dari itu. Dengan demikian, difraksi - mekanisme yang kita mendapatkan muka gelombang baru. Perangkat yang dijelaskan di atas dengan membentuk itu, disebut sebagai difraksi kisi. Kami akan memberitahu lebih lanjut tentang hal itu.

kisi difraksi

Ini adalah piring kecil dengan diendapkan atasnya tipis stroke lurus paralel (garis). Mereka ditempatkan terpisah oleh seperseratus atau bahkan seperseribu milimeter. Apa yang terjadi jika sinar laser dalam perjalanan memenuhi grid yang terdiri dari sejumlah band gelap dan terang kabur? Bagian dari itu akan melewati langsung melalui bar, dan beberapa - ikal. Yang terbentuk dua balok baru yang keluar kisi pada sudut tertentu untuk balok asli dan terletak di kedua sisi itu. Jika seseorang memiliki sinar laser, misalnya, muka gelombang pesawat, dua dibentuk oleh sisi balok baru akan juga memiliki muka gelombang planar. Jadi, dengan melewati kisi difraksi sinar laser, kami membentuk dua gelombang front baru (flat). Rupanya, kisi difraksi dapat dianggap sebagai contoh yang paling sederhana dari sebuah hologram.

hologram Register

Keakraban dengan prinsip-prinsip dasar holografi harus dimulai dengan studi tentang dua front gelombang bidang. Berinteraksi, mereka membentuk pola interferensi, yang direkam pada ditempatkan di tempat yang sama di mana ada layar, piring fotografi. tahap proses (yang pertama) di holografi disebut record (atau rekaman) dari hologram.

mengembalikan citra

Kami berasumsi bahwa salah satu gelombang pesawat - A, dan yang kedua - V. Yakni referensi gelombang, dan B - subjek, yang tercermin dari objek yang gambarnya tetap. Hal ini dapat sekali tidak berbeda dari gelombang referensi. Namun, saat membuat hologram terbentuk tiga dimensi benda nyata muka gelombang jauh lebih kompleks dari cahaya yang dipantulkan dari objek.

Pola interferensi, disediakan pada film fotografi (yaitu, gambar kisi-kisi), - ini adalah hologram. Hal ini dapat ditempatkan di jalur balok referensi utama (sinar laser memiliki sebuah pesawat muka gelombang). Dalam hal ini, kedua belah pihak terbentuk 2 depan gelombang baru. Yang pertama dari mereka adalah salinan dari gelombang objek depan yang merambat dalam arah yang sama sebagai gelombang W. Langkah di atas disebut gambar direkonstruksi.

Proses holografik

Pola interferensi, yang diciptakan oleh dua pesawat gelombang yang koheren adalah setelah rekaman pada pelat fotografi adalah perangkat yang memungkinkan untuk memulihkan pencahayaan gelombang bidang lainnya dalam kasus salah satu dari gelombang ini. Proses hologram, sehingga memiliki langkah-langkah berikut: pendaftaran dan selanjutnya "storage" dari depan gelombang tujuan dalam bentuk hologram (pola interferensi) dan pemulihan setiap saat setelah berlalunya melalui hologram gelombang referensi.

Subjek wavefront benar-benar dapat menjadi apapun. Sebagai contoh, dapat tercermin dari benda nyata, sementara jika gelombang referensi yang koheren. Dibentuk oleh dua muka gelombang yang memiliki koherensi, pola interferensi - ini adalah perangkat yang memungkinkan Anda untuk mengkonversi karena difraksi salah satu bidang tersebut di lain. Di sinilah tersembunyi kunci untuk fenomena holografi. Dennis Gabor pertama kali ditemukan properti ini.

Pengamatan gambar yang dihasilkan oleh hologram

Pada waktu kita, itu mulai digunakan perangkat khusus untuk membaca hologram - proyektor hologram. Hal ini memungkinkan Anda untuk mengkonversi gambar dari dua sampai tiga dimensi. Namun, untuk melihat hologram sederhana, proyektor hologram tidak diperlukan. Jelaskan secara singkat bagaimana menangani gambar tersebut.

Untuk mengamati gambar hologram SD terbentuk, perlu untuk menempatkannya pada jarak 1 meter dari mata. Melalui kisi difraksi perlu melihat arah di mana gelombang pesawat (dikembalikan) yang keluar dari itu. Jadi bagaimana tepatnya gelombang pesawat memasuki mata pengamat, gambar holografik juga datar. Tampaknya kita seolah-olah "dinding kosong" yang merata menerangi cahaya yang memiliki warna yang sama dengan yang sesuai laser. Sejak tanda-tanda khusus ini "Wall" dirampas, adalah mustahil untuk menentukan seberapa jauh itu. Tampaknya seolah-olah Anda melihat terletak di tak terhingga atas dinding, tetapi Anda dapat melihat hanya bagian dari itu, yang mungkin untuk melihat melalui "jendela" kecil yang hologram. Oleh karena itu, hologram - merata diterangi permukaan di mana kita tidak bisa melihat apa-apa layak perhatian.

The kisi difraksi (hologram) memungkinkan kita untuk mengamati efek sederhana. Mereka dapat mendemonstrasikan penggunaan hologram dan jenis lainnya. Melewati kisi difraksi, sinar dibagi, membentuk dua balok baru. Menggunakan sinar laser dapat menerangi setiap kisi difraksi. radiasi harus menjadi warna yang berbeda dari yang digunakan dalam pencatatan. Sudut lentur balok warna tergantung pada warna apa yang ia miliki. Jika merah (panjang-panjang gelombang), balok seperti itu membungkuk pada sudut yang lebih besar dari sinar biru, yang memiliki panjang gelombang terkecil.

Melalui kisi-kisi dapat melewatkan campuran dari semua warna, yaitu putih. Dalam hal ini, masing-masing komponen warna hologram tikungan di bawah sudut sendiri. Pada spektrum output dibentuk mirip dengan prisma dibuat.

Penempatan garis kisi

Stroke dari kisi-kisi harus dibuat sangat dekat satu sama lain bahwa itu lentur terlihat sinar cahaya. Misalnya, untuk kelengkungan sinar merah oleh 20 ° perlu bahwa jarak antara alur tidak melebihi 0.002 mm. Jika mereka menempatkan lebih dekat, sinar cahaya mulai menekuk bahkan lebih. Dalam rangka untuk "menulis" piring kisi yang diberikan diperlukan, yang dapat merekam bagian sangat tipis. Selain itu, perlu untuk piring dalam proses eksposur dan tetap benar-benar bergerak saat pendaftaran.

gambar dapat dioleskan banyak bahkan pada gerakan sedikit, begitu banyak sehingga akan benar-benar tidak bisa dibedakan. Dalam hal ini, kita tidak melihat pola interferensi, hanya piring kaca atas seluruh permukaannya seragam hitam atau abu-abu. Tentu saja, dalam hal ini, tidak akan bermain efek difraksi yang dihasilkan oleh kisi difraksi.

Transmissive dan hologram reflektif

Kami telah memeriksa kisi difraksi disebut sebagai transmisi, karena bertindak dalam cahaya melewatinya. Jika penyebab garis kisi tidak pada pelat transparan, dan pada permukaan cermin, kita memperoleh difraksi kisi reflektifitas. Hal ini mencerminkan cahaya pada sudut yang berbeda dari warna yang berbeda. Dengan demikian, ada dua kelas yang luas dari hologram - reflektif dan transmissive. Pertama kali diamati di cahaya yang dipantulkan, dan yang kedua - di lewat.