Holografia

Z Wikipedii

Holografia (z gr. holos = całość, grapho = piszę) – dział optyki zajmujący się technikami uzyskiwania obrazów przestrzennych (trójwymiarowych) metodą rekonstrukcji fali (głównie światła, ale też np. fal akustycznych). Przez rekonstrukcję fali rozumie się odtworzenie w pewnym obszarze przestrzeni zarówno jej kierunku ruchu, amplitudy, częstotliwości jak i fazy.

Holografia polega na trójwymiarowym zapisie obrazu przedmiotu (obiektu). Jest doskonalszą techniką niż fotografia. O ile tradycyjna fotografia zapisuje jedynie modulację amplitudy, to holografia odnotowuje także zmiany fazy fali świetlnej. Dzięki temu możemy o fotografowanym przedmiocie uzyskać znacznie więcej informacji.

Rejestracja obrazu (uzyskanie hologramu) polega na zapisie (np. na kliszy fotograficznej) interferencji fali rozproszonej przez przedmiot z falą niezaburzoną (tzw. wiązką odniesienia). Powstające prążki interferencyjne muszą być stabilne przez cały czas naświetlania.

Aby uzyskać hologram należy podzielić wiązkę światła laserowego na dwie części za pomocą płytki szklanej. Pierwsza (wiązka przedmiotowa) oświetla przedmiot, po odbiciu którego pada na kliszę fotograficzną, natomiast druga (wiązka odniesienia) pada na kliszę bezpośrednio lub po odbiciu od płaskiego zwierciadła kierującego ją na kliszę. W ten sposób otrzymuje się kliszę zwaną hologramem. Klisza ta oglądana w powiększeniu jest układem punktów (prążków) jasnych i ciemnych. Na fragmencie kliszy nie widać fragmentu fotografowanego obiektu. Jeżeli kliszę taką przeciąć na części, to każda część tworzy większy fragment obrazu niż stanowi część kliszy, a w skrajnych przypadkach można uzyskać dwa obrazy z mniejszą liczbą szczegółów.

Aby osiągnąć obraz 3D, trzeba kliszę oświetlić spójnym światłem laserowym. Światło to interferując na hologramie, który stanowi w tym przypadku siatkę dyfrakcyjną, odtworzy w polu za siatką konfigurację przestrzenną światła odbitego od obiektu. Widać wtedy i hologram, i obraz przestrzenny.

Powszechnie znane hologramy grubowarstwowe odbiciowe posiadają przestrzenny układ (wiele warstw) siatki dyfrakcyjnej. Taki wielowarstwowy układ, pracujący jako siatki dyfrakcyjne odbijające, tworzy obraz holograficzny możliwy do oglądania w świetle niespójnym (np. białym).

[edytuj] Historia

Pionierem i prekursorem prac w dziedzinie holografii był polski fizyk, profesor Mieczysław Wolfke. W 1920 r. opracował teoretyczne podstawy i dokonał rozbicia procesu wytwarzania obrazów na dwie oddzielne fazy. Rozważał możliwość wykorzystania interferencji do zapisu informacji, tworząc teoretyczne podstawy dzisiejszej holografii. W 1948 r. amerykański naukowiec węgierskiego pochodzenia Dennis Gabor, opisał ideę trójwymiarowej fotografii nazwanej holografią. W 1947 r. przeprowadził też pierwsze próby zapisywania i odtwarzania obrazów metodą holograficzną. Przeszkodą w rozwoju tej metody był brak źródeł światła emitujących wiązki świetlne o ściśle określonej długości fali, a przy tym bardzo spójne i o odpowiednio dużym natężeniu. Z realizacją hologramów musiano czekać do wynalezienia lasera w 1960 r. Za wynalezienie i rozwinięcie holografii na przełomie lat czterdziestych i pięćdziesiątych Dennis Gabor otrzymał Nagrodę Nobla w 1971 r. W 1969 r. amerykańscy fizycy Byron B. Brenden i Gary Langlois opracowali podstawy holografii akustycznej, w której do rejestrowania obrazu przedmiotu i jego odtwarzania stosuje się fale dźwiękowe.

[edytuj] Zastosowania

Holografia optyczna znalazła zastosowanie w medycynie i biologii, a także w informatyce. Holografia akustyczna ma zastosowanie w defektoskopii. Trwają badania nad zastosowaniem holografii w trójwymiarowym filmie i telewizji. Wirujące zwierciadła holograficzne są stosowane do przesuwania promienia laserowego po kodzie paskowym w kasach sklepów i domów towarowych.