Introduktion till Holography

Om du bär pengar, ett körkort eller kreditkort, bär du runt hologram. Duvhologrammet på ett visakort är kanske det mest kända. Den regnbågefärgade fågeln ändrar färger och verkar röra sig när du lutar kortet. Till skillnad från en fågel i ett traditionellt fotografi är en holografisk fågel en tredimensionell bild. Hologram bildas genom störning av ljusstrålar från en laser.

Hur lasrar gör hologram

Hologram tillverkas med hjälp av lasrar eftersom laserljuset är "koherent". Vad detta betyder är att alla fotoner i laserljus har exakt samma frekvens och fasskillnad. Att dela en laserstråle producerar två strålar som har samma färg som varandra (monokromatisk). Däremot består vanligt vitt ljus av många olika ljusfrekvenser. När vitt ljus avleds delas frekvenserna för att bilda en regnbåge av färger.

Vid konventionell fotografering slår det reflekterade ljuset från ett föremål en remsa av film som innehåller en kemikalie (dvs silverbromid) som reagerar på ljus. Detta ger en tvådimensionell representation av motivet. Ett hologram bildar en tredimensionell bild eftersom ljusinterferensmönster registreras, inte bara reflekterat ljus. För att få detta att delas en laserstråle i två strålar som passerar genom linser för att expandera dem. En stråle (referensstrålen) riktas mot högkontrastfilm. Den andra strålen är riktad mot objektet (objektstrålen). Ljus från objektstrålen sprids av hologrammets motiv. En del av det här spridda ljuset går mot den fotografiska filmen. Det spridda ljuset från objektstrålen är ur fas med referensstrålen, så när de två strålarna samverkar bildar de ett interferensmönster.

Interferensmönstret inspelat av filmen kodar ett tredimensionellt mönster eftersom avståndet från vilken punkt som helst på objektet påverkar fasen för det spridda ljuset. Men det finns en gräns för hur "tredimensionellt" ett hologram kan visas. Detta beror på att objektstrålen bara träffar sitt mål från en enda riktning. Med andra ord visar hologrammet bara perspektivet från objektstrålens synvinkel. Så medan ett hologram ändras beroende på visningsvinkeln kan du inte se bakom objektet.

Visar ett Hologram

En hologrambild är ett interferensmönster som ser ut som slumpmässigt brus om det inte visas under rätt belysning. Magin händer när en holografisk platta tänds med samma laserstråleljus som användes för att spela in den. Om en annan laserfrekvens eller en annan typ av ljus används, kommer den rekonstruerade bilden inte exakt att matcha originalet. Ändå är de vanligaste hologramen synliga i vitt ljus. Detta är volymhologram av reflektionstyp och regnbåghologram. Hologram som kan ses i vanligt ljus kräver särskild bearbetning. När det gäller ett regnbåghologram kopieras ett standardöverföringshologram med hjälp av en horisontell slits. Detta bevarar parallax i en riktning (så att perspektivet kan röra sig) men ger en färgförskjutning i den andra riktningen.

Användningar av Holograms

Nobelpriset i fysik 1971 tilldelades den ungerska-brittiska forskaren Dennis Gabor "för hans uppfinningen och utvecklingen av den holografiska metoden". Ursprungligen var holografi en teknik som användes för att förbättra elektronmikroskop. Optisk holografi startade inte förrän uppfinningen av lasern 1960. Även om hologram var omedelbart populära för konst, höll praktiska tillämpningar av optisk holografi fram till 1980-talet. Idag används hologram för datalagring, optisk kommunikation, interferometri inom teknik och mikroskopi, säkerhet och holografisk skanning.

Intressanta hologramfakta

• Om du skär ett hologram i hälften innehåller varje bit fortfarande en bild av hela objektet. Däremot, om du klipper ett fotografi i hälften, förloras hälften av informationen.
• Ett sätt att kopiera ett hologram är att belysa det med en laserstråle och placera en ny fotografisk platta så att den får ljus från hologrammet och från den ursprungliga strålen. I huvudsak fungerar hologrammet som det ursprungliga objektet.
• Ett annat sätt att kopiera ett hologram är att prägla det med den ursprungliga bilden. Detta fungerar ungefär på samma sätt som inspelningar görs från ljudinspelningar. Präglingsprocessen används för massproduktion.