Holografie - het ... Het concept, principe, de toepassing

Holografische beeld van vandaag wordt steeds meer gebruikt. Sommigen geloven zelfs dat het de bekende middelen van communicatie kan vervangen in de tijd. Leuk of niet, maar nu is het op grote schaal gebruikt in diverse industrieën. Bijvoorbeeld, alle van ons zijn vertrouwd holografische stickers. Veel fabrikanten ze te gebruiken als een middel om bescherming tegen vervalsing. De foto hieronder toont enkele holografische stickers. De toepassing ervan - een zeer effectieve manier van bescherming van goederen en documenten tegen vervalsing.

De geschiedenis van de studie van holografie

Driedimensionaal beeld verkregen als gevolg van breking, begon relatief kort geleden te bestuderen. Echter, kunnen we spreken van het bestaan van de geschiedenis van zijn studie. Dennis Gabor, de Britse wetenschapper, voor het eerst geïdentificeerd in 1948, is holografie. Deze ontdekking was heel belangrijk, maar de grootste waarde was op dat moment nog niet duidelijk. Werkte in de jaren 1950, hebben onderzoekers te lijden onder het ontbreken van een lichtbron met een samenhang - een zeer belangrijke functie voor de ontwikkeling van de holografie. De eerste laser werd geproduceerd in 1960. Met dit apparaat is het mogelijk om licht met voldoende samenhang te ontvangen. Juris Upatnieks en immet Leith, hebben Amerikaanse wetenschappers het gebruikt om de eerste hologram te creëren. Met hun hulp verkregen het drie-dimensionale beelden van objecten.

In de daaropvolgende jaren, het onderzoek voortgezet. Honderden research papers dat het concept van holografie onderzocht, is inmiddels gepubliceerd en publiceerde vele boeken over deze methode. Echter, deze werken gericht aan professionals en niet de algemene lezer. In dit artikel zullen we praten over alles toegankelijke taal.

Wat is holografie

U kunt de volgende definitie te bieden: holografie - wordt verkregen door de laser volumetrische foto. Echter, deze definitie is niet geheel bevredigend, want er zijn vele andere soorten van de drie-dimensionale beelden. Echter, het weerspiegelt de belangrijkste: holografie - een technische methode die naar "record" het uiterlijk van een object mogelijk maakt; het kan helpen bij het verkrijgen van een driedimensionaal beeld dat lijkt op het echte werk; het gebruik van lasers is van cruciaal belang voor de ontwikkeling.

Holografie en de toepassing ervan

holografie studie helpt verduidelijken veel van de problemen in verband met conventionele fotografie. Als een kunst driedimensionaal beeld kan zelfs de laatste uitdaging, omdat het stelt u in staat om de wereld beter en correct weer te geven.

Wetenschappers soms geactiveerd tijdperk in de geschiedenis van de mensheid door middel van communicatie, die in bepaalde eeuwen bekend waren. Je kunt zeggen, bijvoorbeeld, van de bestaande in het oude hiërogliefen van Egypte, van de uitvinding in 1450 van de drukpers. In verband met tegenwoordig de waargenomen technologische vooruitgang, nieuwe communicatiemiddelen, zoals tv en telefoon, over een machtspositie. Hoewel het holografisch principe is nog in de kinderschoenen als het gaat om het gebruik ervan in de media, is er reden om te geloven dat apparaat op basis van het in staat om de bekende communicatiemiddelen vervangen in de toekomst, of op zijn minst uit te breiden de toepassing ervan zal zijn.

Science fiction literatuur en populaire pers vaak afgeschilderd holografie in de verkeerde, verwrongen licht. Ze creëren vaak een verkeerd beeld over deze methode. Driedimensionaal beeld, gezien voor de eerste keer, fascinerend. Maar niet minder indrukwekkend is de fysische verklaring van het beginsel van de apparaten.

Het interferentiepatroon

De mogelijkheid om objecten op basis van het feit dat de lichtgolven worden gebroken door of gereflecteerd door ze te zien, krijgen in onze ogen. Gereflecteerd licht van een object gekenmerkt door golfvorm van het golffront overeenkomt met de vorm van het object. Beeld van donkere en lichte strepen (of lijnen) maak twee groepen van coherente lichtgolven die interfereren. Dit vormt een volume holografie. Gegevens stroken telkens bestaan uit een combinatie die uitsluitend afhangt van de vorm van de golffronten golven die interageren met elkaar. Zo'n beeld wordt genoemd interferentie. Het kan worden bevestigd, bijvoorbeeld op een fotografische plaat, als je het op een plaats waar er een golfinterferentie.

De verscheidenheid van hologrammen

Methode kunt u opnemen (register) gereflecteerd door het object golffront, en vervolgens om het te herstellen zodat de kijker het gevoel dat hij het echte werk ziet, en is holografie. Dit effect, dat wordt veroorzaakt door het feit dat de drie-dimensionale afbeelding wordt verkregen in dezelfde mate als het echte ding.

Er zijn veel verschillende soorten hologrammen, waarin het gemakkelijk in de war raken. Om dit of dat soort vast te stellen, moet worden geconsumeerd vier of zelfs vijf bijvoeglijke naamwoorden. Van al hun sets, beschouwen we alleen de basis klassen die moderne holografie gebruikt. Echter, moet u eerst een beetje praten over dit golf fenomeen van diffractie. Dat het stelt ons in staat te ontwerpen (of liever te reconstrueren) het golffront.

diffractie

Als een object in het pad van het licht, werpt hij een schaduw. Licht buigt rond het object komt gedeeltelijk in het schaduwgebied. Dit effect wordt genoemd diffractie. Hij is te wijten aan de golf aard van het licht, maar om uit te leggen is het heel moeilijk om te strikt.

Alleen in een zeer kleine hoek van het licht doordringt in de schaduw gebied, dus we bijna niet merken. Echter, als er meerdere kleine obstakels, waarvan de onderlinge afstand vormen slechts enkele lengten van de lichtgolf op zijn weg Dit effect wordt duidelijk merkbaar.

Als de val van het golffront valt op een grote interne obstakel, "valt" de relevante deel ervan, dat heeft geen invloed op de rest van het gebied van het golffront. Als er veel kleine obstakels dankzij het wordt gemodificeerd door diffractie zodat de verspreiding van de fotocel een kwalitatief andere golffront hebben.

De transformatie is zo sterk dat zelfs licht begint te verspreiden in de andere richting. Het blijkt dat de diffractie laat ons toe om het oorspronkelijke golffront om te zetten in een zeer onderscheiden is. Zo diffractie - het mechanisme waarmee krijgen we de nieuwe golffront. De hierboven beschreven vormen deze inrichting wordt verwezen als een buigingsrooster. We zullen er meer over vertellen.

diffractierooster

Dit is een plaatje met een daarop afgezette dunne evenwijdige rechte lijnen (lijnen). Ze worden van elkaar gescheiden door honderdste of een duizendste millimeter. Wat gebeurt er als de laserstraal op zijn weg ontmoet het rooster dat bestaat uit een aantal fuzzy donkere en heldere bands? Een deel ervan zal direct door de tralies, en een aantal - krullen. Aldus gevormde twee nieuwe bundels die uitgeven het buigingsrooster onder een bepaalde hoek ten opzichte van de oorspronkelijke bundel en bevinden zich aan weerszijden daarvan. Als men een laserbundel, bijvoorbeeld een vlak golffront, beide gevormd door de zijkanten van de nieuwe bundel zal ook een vlakke golffronten. Dus door het door een diffractierooster laserbundel vormen wij twee nieuwe golffronten (plat). Blijkbaar kan het diffractierooster worden beschouwd als de eenvoudigste voorbeeld van een hologram.

hologram Register

Kennis van de basisprincipes van holografie moet beginnen met een onderzoek van de twee vlakke golffronten. Interactie, vormen ze een interferentiepatroon, dat is opgenomen op een geplaatst op dezelfde plaats waar een scherm fotografische plaat. Deze fase van het proces (de eerste) in de holografie wordt een record (of opname) van het hologram.

afbeelding herstellen

We nemen aan dat een van de vlakke golven - A, en het tweede - V. Namelijk referentiegolf en B - het subject, dat wordt gereflecteerd door het object waarvan het beeld wordt gefixeerd. Het kan geenszins verschilt van de referentiegolf. Echter, bij het maken van het hologram gevormd driedimensionale werkelijke doel aanzienlijk complexer golffront van licht gereflecteerd door het object.

Het interferentiepatroon, aangebracht op een fotografische film (dat wil zeggen, een beeld van het rooster), - dit is het hologram. Het kan in de baan van de primaire referentiebundel (laserbundel met een vlak golffront) geplaatst. In dit geval worden beide zijden gevormd 2 nieuwe golffront. De eerste daarvan is een exacte kopie van het object golffront die propageert in dezelfde richting als de golf W. de bovenstaande stap de gereconstrueerde beeld wordt genoemd.

De holografische werkwijze

Het interferentiepatroon dat ontstaat door twee vlakke coherente golven is na het opnemen van de fotografische plaat een inrichting waarmee aan de andere vlakke golf verlichting winnen bij een van deze golven. De holografische werkwijze heeft dus de volgende stappen: registratie en daaropvolgende "opslag" van het golffront van het objectief in de vorm van een hologram (interferentiepatroon) en reconstitutie op enig moment na de doorgang door de referentiegolf hologram.

Onderwerp golffront kan eigenlijk elke. Bijvoorbeeld kan het worden gereflecteerd van een echt object, maar als het een coherent referentiegolf. Gevormd door twee golffronten die samenhang, het interferentiepatroon - dit is een toestel dat toelaat om te zetten vanwege de diffractie van een van deze gebieden in de andere. Dit is waar de verborgen sleutel tot het fenomeen van de holografie. Dennis Gabor voor het eerst ontdekt deze eigenschap.

Het beeld observatie gegenereerd door het hologram

In onze tijd, het begon een speciaal apparaat om te worden gebruikt voor het lezen van hologrammen - holografische projector. Hiermee kunt u een beeld te zetten van twee tot drie-dimensionale. Echter, om een eenvoudige hologram te bekijken, holografische projector is niet vereist. Beschrijf in het kort hoe om te gaan met dergelijke beelden.

Waarnemen beeld elementaire hologram gevormd, is het noodzakelijk om deze te plaatsen op een afstand van 1 meter van het oog. Door diffractie rooster dient om de richting waarin het vlakke golven (hersteld) doorliet. Dus hoe precies vlakke golven in het oog van de waarnemer, een holografisch beeld is ook plat. Het lijkt ons alsof "blinde muur" die gelijkmatig het licht met dezelfde kleur als de bijbehorende verlicht laser. Aangezien specifieke tekenen deze "Wall" wordt beroofd, is het onmogelijk om te bepalen hoe ver het is. Het lijkt alsof je kijkt naar de zich op oneindig over de muren, maar u kunt slechts een deel ervan, wat mogelijk is om te zien door middel van een kleine "venster", dat is een hologram zien. Daarom is een hologram - gelijkmatig verlicht oppervlak waarop we niets de aandacht waard kunnen zien.

Het diffractierooster (hologram) stelt ons in staat om een paar eenvoudige effecten te observeren. Ze kunnen het gebruik van hologrammen en andere soorten aan te tonen. Door het diffractierooster, de lichtbundel gesplitst onder vorming van twee nieuwe boom. Met behulp van laserstralen kan elk diffractierooster te verlichten. De straling moet een andere kleur dan die gebruikt in de opname zijn. De hoek van de kleur balk buigen, hangt af van welke kleur hij heeft. Als het rood (lange golflengte) wordt een dergelijke bundel gebogen onder een grotere hoek dan de blauwe bundel, die de kleinste golflengte.

Door middel van het rooster een mengsel van alle kleuren kunt overslaan, dat wil zeggen wit. In dit geval heeft elke kleurcomponent van het hologram buigt onder zijn eigen hoek. Aan de uitgang spectrum is vergelijkbaar met de gemaakte prisma gevormd.

Plaatsing van de rasterlijnen

Lijnen van het raster moet zeer dicht bij elkaar dat zij merkbaar buigen lichtstralen worden. Bijvoorbeeld, de kromming van de rode bundel met 20 ° is noodzakelijk dat de afstand tussen de groeven niet meer dan 0,002 mm. Als ze nauwer te plaatsen, een lichtstraal begint om nog meer buigen. Om "schrijven" een bepaald rooster plaat nodig, die zo dunne delen kunnen opnemen. Voorts is het noodzakelijk om de plaat in het belichtingsproces en bleef volledig bewegingsloos tijdens de registratie.

Het beeld kan veel worden uitgesmeerd, zelfs bij de geringste beweging, zozeer zelfs dat het helemaal niet te onderscheiden zou zijn. In dit geval zien wij geen interferentiepatroon, slechts een glazen plaat over het gehele oppervlak uniform zwart of grijs. Natuurlijk, in dit geval, zal niet diffractie effecten die worden gegenereerd door een diffractierooster spelen.

Doorlatende en reflecterende hologram

We hebben het diffractierooster wordt aangeduid als overdrachtsmedium onderzocht omdat zij optreden als doorgaand licht. Als de oorzaak van het rooster lijn niet op de transparante plaat en het oppervlak van de spiegel, krijgen we een diffractierooster reflectiviteit. Het reflecteert het licht onder verschillende hoeken van verschillende kleuren. Dienovereenkomstig zijn er twee brede klassen hologrammen - reflectieve en doorlatende. Eerst waargenomen in gereflecteerd licht, en de tweede - in het voorbijgaan.