Holografia – to … Pojęcie, zasada, aplikacja

Holograficzny obraz jest dziś coraz częściej wykorzystywane. Niektórzy uważają nawet, że może zastąpić znane środki komunikacji w czasie. Podobnie jak to, czy nie, ale teraz to jest powszechnie stosowane w różnych gałęziach przemysłu. Na przykład, wszystkie z nas zna holograficzne naklejki. Wielu producentów wykorzystując je jako środek ochrony przed fałszowaniem. Poniższa fotografia pokazuje kilka holograficznych naklejek. Ich zastosowanie – bardzo skutecznym sposobem ochrony towarów i dokumentów przed fałszerstwem.

Historia badań nad holografii

Trójwymiarowy obraz uzyskany w wyniku załamania, zaczął uczyć się stosunkowo niedawno. Możemy jednak mówić o istnieniu historii jego badania. Dennis Gabor, brytyjski naukowiec, po raz pierwszy w 1948 roku, jest holografia. Odkrycie to było bardzo ważne, ale jego największą wartość w tym czasie nie było jeszcze widoczne. Pracował w 1950 roku, naukowcy cierpieli z braku źródła światła o spójność – to bardzo ważna cecha dla rozwoju holografii. Pierwszy laser został wyprodukowany w 1960 roku. Dzięki temu urządzeniu możliwe jest, aby odbierać światło o dostatecznej spójności. Juris Upatnieks i immet Leith, amerykańscy naukowcy wykorzystali je do stworzenia pierwszego hologram. Z ich pomocą uzyskał obrazów trójwymiarowych obiektów.

W kolejnych latach, badania kontynuowane. Setki prac naukowych, które badanych koncepcję holografii, został już opublikowany, i opublikował wiele książek na temat tej metody. Jednak prace te są adresowane do profesjonalistów, a nie ogólnym czytelnika. W tym artykule będziemy mówić o wszystkim przystępnym językiem.

Czym jest holografia

Można zaproponować następującą definicję: holografia – uzyskuje się poprzez zdjęcie laser objętościowego. Jednak ta definicja nie jest w pełni zadowalające, gdyż istnieje wiele innych rodzajów trójwymiarowych obrazów. Jednak on najbardziej znaczące: holografii – metodę techniczną, która pozwala na „record” wygląd obiektu; może pomóc uzyskać trójwymiarowy obraz, który wygląda jak prawdziwe; Zastosowanie laserów jest kluczowe dla jego rozwoju.

Holografia i jego zastosowanie

Badanie holografia pomaga wyjaśnić wiele kwestii związanych z fotografią konwencjonalnej. Jako sztuki trójwymiarowy obraz może nawet zakwestionować ten ostatni, gdyż pozwala odzwierciedlić świat bardziej dokładnie i poprawnie.

Naukowcy czasem emitują erę w dziejach ludzkości za pomocą środków komunikacji, które były znane w niektórych wieków. Można powiedzieć, na przykład, istniejących w starożytnych hieroglifów egipskich, z wynalazku w 1450 prasy drukarskiej. W związku z obecnie obserwowanego postępu technologicznego, nowych środków komunikacji, takich jak telewizja i telefon, zajmuje pozycję dominującą. Choć zasada holograficzna jest jeszcze w powijakach, jeśli chodzi o jej stosowanie w mediach, nie ma powodów, by sądzić, że urządzenie oparte na nim będzie w stanie zastąpić znane środki komunikacji w przyszłości, lub przynajmniej rozszerzyć zakres ich stosowania.

literatura science fiction i popularna prasa często przedstawiana holografii w złym świetle, zniekształcony. Są one często tworzą błędne pojęcie o tej metodzie. Trójwymiarowy obraz, widziany po raz pierwszy, fascynujące. Ale nie mniej imponująca jest fizyczne wyjaśnienie zasady jego urządzeń.

Wzór interferencji

Możliwość zobaczenia obiektów na podstawie faktu, że fale świetlne są załamane lub odbitego od nich dostać się na naszych oczach. Światło odbite od obiektu, charakteryzuje się postaci fali frontu falowego odpowiadającego kształtowi przedmiotu. Obraz ciemnych i jasnych pasków (lub liniami) tworzą dwie grupy spójnych fal światła, które zakłócają. To tworzy holografii głośności. Paski danych w każdym przypadku zawierać kombinację, która zależy wyłącznie od kształtu frontów falowych fal, które współdziałają ze sobą. Taki obraz nazywa się zakłócenia. To może być ustalona, na przykład, na kliszy fotograficznej, jeśli umieścić go w miejscu, gdzie znajduje się interferencji fal.

Różnorodność hologramów

Metoda pozwala na nagrywanie (rejestr) odbite od czoła fali obiektu, a następnie przywrócić je tak, że widz czuje, że widzi prawdziwych i jest holografia. Efekt ten, który jest ze względu na fakt, że obraz trójwymiarowy uzyskuje się w takim samym stopniu, jak prawdziwych.

Istnieje wiele różnych rodzajów hologramów, w których łatwo jest się zagubić. W celu określenia tego czy tego rodzaju powinny być spożywane cztery lub nawet pięć przymiotników. Od wszystkich swoich zestawów, uważamy tylko podstawowe klasy, które wykorzystuje nowoczesne holografii. Jednak najpierw trzeba mówić trochę o tej fali zjawiska dyfrakcji. To, że pozwala nam na projektowanie (lub raczej odtworzyć) na czoło fali.

dyfrakcja

Jeśli obiekt znajduje się na ścieżce światła, rzuca cień. Załamuje się światło obiektu, pochodzących częściowo w obszarze cienia. Efekt ten nazywany jest dyfrakcja. On jest ze względu na charakter fali światła, ale do wyjaśnienia jest to dość trudne do ścisłego.

Tylko w bardzo małym kątem światło wnika w obszarze cienia, więc prawie nie zauważyć. Jednakże, jeśli istnieje wiele małych przeszkód, odległość pomiędzy które stanowią tylko kilka długości fali świetlnej na drodze, efekt ten staje się dość zauważalne.

Jeśli upadek czoła fali spada na jednym dużym przeszkody „spada” odpowiednia część tego, że nie ma to wpływu na pozostałe obszar czoła fali. Jeśli istnieje wiele małych przeszkód na swej drodze, to jest modyfikowany przez dyfrakcji tak, że rozprzestrzenianie barierę światła będzie miał jakościowo inny czoła fali.

Transformacja jest tak silna, że nawet światło zaczyna rozprzestrzeniać się w innym kierunku. Okazuje się, że dyfrakcja pozwala nam konwertować oryginalny czoło fali w bardzo różni się od niego. Zatem, dyfrakcja – mechanizm, dzięki któremu możemy uzyskać nowe czoło fali. Urządzenie opisane powyżej formowanie go dalej siatkę dyfrakcyjną. Powiemy o tym więcej.

siatka dyfrakcyjna

To małe płytki z osadzoną na niej cienkich równoległych prostych uderzeń (linii). Są one oddalone od siebie o setnej lub nawet jednej tysięcznej milimetra. Co się dzieje, gdy wiązka laserowa na swojej drodze spotyka siatkę, która składa się z szeregu rozmytych ciemnych i jasnych pasm? Część z nich będzie przechodzić bezpośrednio przez kraty, a niektóre – zwijają. Tak utworzone dwa nowe, które opuszczają belek kraty pod pewnym kątem w stosunku do wiązki pierwotnej, a znajdujące się po obu jego stronach. Jeśli ma wiązki laserowej, na przykład, płaszczyzny czoła fali, dwa utworzone przez boki nowej belki mają również płaską frontów falowych. Tak więc, przez przepuszczenie przez siatkę dyfrakcyjną wiązki laserowej, że tworzą się dwa nowe fronty falowe (płaskie). Wydaje się, że siatka dyfrakcyjna może być uznana za najprostszy przykład hologramu.

hologram Rejestracja

Znajomość podstawowych zasad holografii należy rozpocząć badania dwóch frontach fali płaskiej. Interakcja, tworzą wzór interferencyjny, który jest zapisany na umieszczoną w tym samym miejscu, w którym znajdował się ekran płyty fotograficzne. Ten etap procesu (pierwszy) w holografii nazywa rekord (lub nagranie) hologramu.

Przywracanie obrazu

Zakładamy, że jedna z płaskich fal – A, a drugi – V. Mianowicie fali odniesienia i B – przedmiot, który jest odbity od obiektu, którego obraz jest stała. Można go w żaden sposób nie różni się od fali odniesienia. Jednakże, podczas tworzenia hologramu powstaje trójwymiarowa rzeczywisty obiekt znacznie bardziej złożone czoła fali światła odbitego od obiektu.

Wzór zakłóceń, pod warunkiem, na kliszy fotograficznej (czyli obraz kraty) – jest to hologram. może być umieszczony na drodze wiązki pierwotnej odniesienia (wiązka laserowa ma płaską czoło fali). W tym przypadku, po obu stronach są utworzone 2 nowe czoła fali. Pierwszy z nich jest wierną kopią czoła fali obiektu, który przemieszcza się w tym samym kierunku, w jakim fala W. Powyższy etap zwany zrekonstruowanego obrazu.

Proces holograficzny

Wzór zakłócenia, które tworzą dwie płaszczyzny spójnych fal jest po zapisie na płycie fotograficznej, to urządzenie, co pozwala na odzyskanie drugiej oświetlenia płaszczyzny fali w przypadku jednego z tych fal. Proces holograficzny, co obejmuje następujące etapy: rejestracja a następnie „przechowywanie” czoła fali w celu w postaci hologramu (rozkład zakłóceń) oraz jego odtworzenie w dowolnym czasie po przejściu przez hologram fali odniesienia.

Temat czoła fali w rzeczywistości może być dowolny. Na przykład, może być odbite od obiektu rzeczywistego, a jeśli jest to spójne fali odniesienia. Utworzone przez dowolnych dwóch frontów falowych o spójność, wzór interferencji – jest to urządzenie, które pozwala na konwersję z powodu dyfrakcji jednego z tych frontach drugiej. To gdzie ukryty klucz do zjawiska holografii. Dennis Gabor pierwszy odkrył tę właściwość.

Obraz generowany przez obserwacji hologramu

W naszych czasach, to zaczęto stosować specjalne urządzenie do odczytywania hologramów – projektor holograficzny. To pozwala na konwersję obrazu z dwu- na trójwymiarową. Jednak, aby zobaczyć prosty hologram, holograficzny projektor nie jest wymagane. Krótko opisać, jak radzić sobie z takimi obrazami.

Aby przestrzegać elementarnych hologram obraz powstaje, konieczne jest, aby umieścić go w odległości 1 metra od oka. Przez siatkę dyfrakcyjną musi wyglądać w kierunku, w którym fale płaskie (odnowionym) wychodzi z niego. Dokładnie tak jak fale płaskie wchodzi do oka obserwatora, holograficzny obraz jest płaski. Wydaje się nam, jakby „puste ściany”, które równomiernie oświetla światło mającą taki sam kolor jak analogicznym lasera. Od szczególnych znaków to „Mur” jest pozbawiony, to jest niemożliwe, aby określić, jak daleko to jest. Wydaje się, jeśli spojrzeć na położony w nieskończoność na ścianach, ale widać tylko część tego, co można zobaczyć przez „okno” małe, że jest hologramem. Dlatego hologram – jest równomiernie oświetlony powierzchnię, na której nie widzimy niczego godnego uwagi.

Siatka dyfrakcyjna (hologram) pozwala nam obserwować kilka prostych efektów. mogą wykazać korzystania z hologramami i innego rodzaju. Przechodzącej przez siatkę dyfrakcyjną, wiązka światła jest rozdzielany, tworząc dwa nowe wiązki. Korzystanie z wiązek laserowych mogą oświetlić każdą siatkę dyfrakcyjną. Promieniowanie powinien mieć inny kolor od tej stosowanej w jej nagraniu. Kąt wygięcia belki kolor zależy, jaki kolor ma. Jeśli jest czerwona (dłuższej długości fali), taka wiązka jest wygięte w większym kątem niż wiązki niebieskiej, która ma najmniejszą długość fali.

Przez kraty można pominąć mieszaninę wszystkich kolorów, czyli biały. W tym przypadku, każdy komponent koloru hologramu ugina się pod własnym kątem. Na widmie wyjściowym powstaje podobna do stworzonej pryzmat.

Umieszczenie linii kraty

Uderzeń kraty powinny być bardzo blisko siebie, że było widoczne gięcie promieni świetlnych. Na przykład, krzywizna Wiązka o 20 ° konieczne jest, aby odległość pomiędzy rowkami nie przekracza 0,002 mm. Gdyby umieścić bliżej, promień światła zaczyna zginać nawet więcej. W celu „Write” potrzebna jest dana płyta kraty, które można nagrywać tak cienkich części. Ponadto, konieczne jest, aby płyty w trakcie ekspozycji i pozostawały całkowicie nieruchomo podczas rejestracji.

Obraz może być rozmazany dużo nawet przy najmniejszym ruchu, tak bardzo, że byłoby całkowicie nie do odróżnienia. W tym przypadku, nie widzimy wzór interferencyjny, tylko płytę szklaną na całej jego powierzchni jednolicie czarne lub szare. Oczywiście, w tym przypadku, nie będzie odgrywać efekty dyfrakcyjne generowane przez siatkę dyfrakcyjną.

Przepuszczalne i odblaskowe hologram

Zbadaliśmy siatkę dyfrakcyjną jest określany jako transmisji, ponieważ działa w świetle przechodzącym przez niego. Jeśli przyczyna linii siatkowej nie jest na przezroczystej płytce, a na powierzchni lustra, otrzymujemy siatkę dyfrakcyjną odbicia. To odbija światło pod różnymi kątami w różnych kolorach. W związku z tym istnieją dwa szerokie klasy hologramów – refleksyjny i przepuszczalny. Po raz pierwszy zaobserwowane w odbitym świetle, a drugi – w przelocie.