История голографии, голография

История голографии

Впервые голографию разработал венгерский физик Деннис Габор. До того как была изобретена голограмма, фотография не обеспечивала полного изображения запечатленного кадра, и снимки получались плоскими, не передающими глубину пространства. Основой решения этой проблемы стал известный факт, что лучи трехмерного объекта попадают на фотопленку не одновременно, иначе говоря, световые волны движутся с фазовым смещением. Такое смещение напрямую зависит от размеров и формы объекта. Суммируя эти знания, ученый сделал вывод: объем предмета выражается разностью фаз отраженных световых волн.

Эксперименты Габора

В ходе дальнейшего эксперимента Габор накладывал отраженную волну на опорную, в результате чего происходила их интерференция. В том месте, где гребни двух волн соприкасались, образовывалось светлое пятно. В случае накладки гребней на впадину происходило гашение обеих волн и появлялось затемнение. Таким образом создавалась интерференционная
картина, представляющая собой чередование тонких белых и черных линий. Эта картинка отражалась на голограмме, содержащей полную информацию об объеме сфотографированного объекта.

Для достижения точного и детального объемного портрета необходимо использование световых лучей с одинаковыми фазами и равной длиной. Значит, дневное или искусственное освещение не подходило для этого фокуса, так как оно представляло собой хаотическую. смесь волн разной длины, несущих все цветовые оттенки.

Габор использовал источник света ртутной лампы, выделив из общего потока лучей узкую спектральную полосу. Однако такой способ занимал много времени, потому что мощность светового потока была слишком маленькой. Еще одним минусом данного способа оказалось низкое качество полученных голограмм. Главной причиной этого стали несовершенные источник света и оптическая схема записи, так как изображение возникало с обеих сторон пластины.

Одно из изображений имело четкие контуры, тогда как второе создавало впечатление размытости кадра. Для того чтобы видеть изображение на пластине, необходимо было высветить ее насквозь теми же лучами, что использовались при записи. Однако у данного голографического метода имелись и преимущества. Объемное изображение возникало на любом участке голограммы, так как рассеянный луч освещал пластину полностью. В этом случае любая точка голограммы хранила изображение всей освещенной поверхности предмета.

Изобретение лазера и новый толчок

Новый толчок к развитию голографии дало изобретение лазера. Его излучение обладало всеми необходимыми свойствами , в частности монохроматичностью. В 1962 году американские физики предложили оптическую схему голографической установки. Она дошла до нашего времени, претерпев незначительные изменения.

Изобретение лазера помогло Деннису Габору осуществить свою идею, за которую в 1971 году ученый получил Нобелевскую премию в области физики.

Благодаря новой установке можно было устранить наложение картинок. Для этого один лазерный луч расщепляли на два и направляли их на пластину под различными углами. В итоге объемные картинки создавались независимыми лучами с разными направлениями.

Иной способ от российского физика

Еще один, совершенно отличный от других способ создания голографии изобрел российский физик Ю. Н. Денисюк. В своем методе он использовал интерференцию встречных потоков света. Накладываясь на голограмму с разных сторон, эти потоки формируются в слое фотоэмульсии, образуя объемную картинку.

Получение голограмм при дневном свете было открыто в 1969 году Стивеном Бентоном. При этом методе использовался тонкий фотошаблон с большим количеством микрошлицов, из которого изготавливалась «мастер-голограмма». Затем она копировалась голографическим способом. При помощи шлицевого шаблона дневной свет расщеплялся на основные цвета спектра. Интерференция обеспечивалась тем, что в каждый из шлицов входил пучок волн одной длины. Это помогало получить ярко окрашенную картинку.

Большое преимущество цветной голографии заключается в возможности ее копирования машинным способом с использованием определенной техники тиснения. Такую копию располагают на поверхности, покрытой фоторезисторным лаком. Данный светочувствительный слой обладает высокой разрешающей способностью.

В случае большого тиражирования голограмм предмет фотографируют цифровой камерой со всех сторон. Затем при помощи компьютера соединяют эти снимки , и объемное изображение готово. После этого лазер «гравирует» картинку на фоточувствительную пластину. В итоге получается тонкий поверхностный рельеф, который впоследствии наносят на никелевую матрицу посредством электролиза. Полученная матрица используется для тиражирования голограмм. Это производится следующим образом. При помощи горячего тиснения на металлической фольге получают оттиски, которые при попадании на них луча света представляют зрителю объемное изображение предмета в многоцветном исполнении.

Применение голограммы

Подобные голограммы недороги, поскольку при наличии необходимого оборудования их можно изготовить в любом количестве. Как правило, они применяются в качестве наклеек на упаковки товаров или документов. Нередко они служат отличной защитой от подделок, так как точно повторить запись практически невозможно.

Современная техника позволяет создавать не только реальные предметы, но и те, которых просто не существует в природе. Для этого достаточно ввести в компьютер форму предмета и длину волны, освещающей его. Используя эти данные, компьютер создает рисунок интерференции отраженных лучей.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>