Две снимки на една и съща холограма, погледната от различни ъгли
Холографски автопортрет на проф.
Венцеслав Съйнов
,
Национален политехнически музей
Холографията
(на
гръцки
:
?λο?-holos ? цял + γραφ?-graphe ? пиша
) е метод, позволяващ да се запише и възстанови напълно вълновия фронт на
вълна
, разсеяна от обект, както по
амплитуда
, така и по
фаза
. Тя е
науката
, която се занимава със създаването на
холограми
? форма на изобразяване, която позволява записването и възпроизвеждането на триизмерни образи с помощта на
лазер
.
Холограма
може да бъде наречена всяка дифракционна решетка (решетка от множество повтарящи се елементи, чиито размери са сравними с дължината на вълната и се наблюдава явлението
дифракция
), чиято структура не е задължително да бъде правилна и повтаряща се. Холограмите не е задължително да бъдат записани чрез интерференцията на два светлинни снопа. Те могат да бъдат синтезирани чрез компютър. Холограмите могат да бъдат записани чрез интерференция и четени от електронна изчислителна машина. Както това става при холографските памети и при филтрите за разпознаване на образи.
Холографската интерферометрия
е интерференчен метод за регистриране
интерференцията
между две на
вълни
(най-разпространени са светлинните) ? опорна и предметна. Дифрактиралите от обекта, осветен с кохерентна светлина (съгласувана по фаза, така че вълните за могат да интерферират), вълни представляват предметната
вълна
. Същия светлинен източник, с който е осветен обекта представлява опорната вълна, която е съгласувана по фаза с предметната вълна.
Холографската техника може да бъде използвана и за съхраняване и обработка на
информация
.
Теорията на холографията е създадена през
1947
г. от
унгарския
учен
Денис Габор
и е случайно откритие, направено в хода на изследвания, провеждани с цел усъвършенстване на
електронната микроскопия
. В основата на откритието е методиката за възстановяване на вълновия фронт на
светлината
, отразена или преминала през обекта на изобразяване. Практически холографията се развива едва в началото на 60-те години на ХХ век, след създаването на лазерите, които са мощни източници на
кохерентна светлина
, необходима за получаване и възстановяване на холографските образи. Понастоящем се изработват и холограми, чиято информация се възстановява с помощта на
бяла светлина
. Те са конструирани за пръв път от Денисюк на базата на прилагане на методите на Липман (цветна фотография на черно-бяла фотографска плака) в холографията. Холограми в бяла светлина се използват и като осигурителни елементи на лични документи, кредитни карти и др. ? това са т.нар. дъгови холограми. При възстановяване на записани холограми по метода на Денисюк с бяла светлина се наблюдава оцветяване на изображението в различни цветове, които не съвпадат с естествените цветове на обекта. Този факт се обяснява с различните условия на интерференция за различните дължини на вълната, от които е съставена бялата светлина.
Съществуват и цветни холограми. За тяхното записване се използва
зелен
,
червен
и
син
лазер, които създават три интерференчни картини върху холографската плака. За правилното възстановяване на цветни холограми се използват отново три
лазера
? син, зелен и червен, всеки от които възстановява съответната холограма за всеки основен цвят или ако са отражателни (записани по метода на Денисюк) възстановяването се извършва с бяла ? некохерентна светлина.
Основава се на явлението
интерференция на светлината
. Две светлинни вълни интерферират и върху
фотографска плака
се записва както
амплитудата
(интензитета) на получената след интерференцията светлина вълна, така и нейната
фаза
. След
експонирането
на фотографския материал той се проявява. За да можем да наблюдаваме образа на записания обект трябва да осветим отново плаката с един от лъчите ? наречен опорен. Опорният лъч при записа не идва от предмета. От предмета се разсейва другият лъч ? наречен предметен.
Съществуват и така наречените ?фазови“ холограми. При тях фотографската плака е напълно прозрачна. Записването води само до изменение на дебелината на фотографската плака в зависимост от интезитета на светлината по време на записването на холограмата. Изображението се възстановява от ?дефазирането“ на опорния лъч от точките с различна дебелина подобно на дифракционната решетка. Фазовите холограми се отличават с по-високо качество и яркост.
Фотографски материали, използвани за холографски запис
[
редактиране
|
редактиране на кода
]
Принципно, материалите използвани за холографски запис не се различават особено от обикновените материали използвани за
фотография
, но има някои съществени различия в крайните параметри. Поради тази причина за целите на холографията се използват специално синтезирани фотоматериали.
В холографията, както и при фотографските снимки се използват материали на основата на сребърен халогенид (най-често
сребърен бромид
). При синтеза на фотографската емулсия съществува правопропорционална зависимост между големината на кристала на сребърния халогенид и
светлочувствителността
. Поради тези причина, за традиционната фотография се прилагат мерки за ?растеж“ на кристалите на сребърния халогенид, за да се постигне високата им чувствителност позната от любителската фотография. В холографията обратно, необходими са мерки за избягване на големите сребърно-халогенидни кристали и стремежа те да бъдат възможно най-малки. Причината е, че за разлика от обикновеното фотографско изображение, където се записва проектираното с
фотообектив
плоско (двумерно) изображение директно върху фотоматериала в холографията се записва интерференчната картина между опорния сноп светлина и отразената от обекта ?предметна“ светлина. При този процес е нужна
разделителна способност
от няколостотин до няколко хиляди линии на милиметър. Това е възможно само при беззърнести или с изключително малък размер зърнистост фотографски материали.
Освен класическите регистриращи среди изградени на основата на сребърен халогенид за целите на холографията са синтезирани и множество други материали ? например на основата на бихромиран
желатин
,
фотополимер
и др.
Най-използвани от тях са регистриращите среди на основата на бихромиран желатин. Основно тяхно предимство е липсата на зърнистост и висока дифракционна ефективност. Поради това холограмите записани на основата на бихромиран желатин имат изключително висока
яркост
и качество. Съществен недостатък на бихромирания желатин е много ниската чувствителност в сравнение със сребърния халогенид ? порядък и повече. Затова за запис на големи холографски изображения на основата на бихромиран желатин са нужни скъпи мощни лазери. Друг недостатък е чувствителността на бихромирания желатин само към късите
дължини на вълната
? ултравиолетово, виолетово, синьо. За дължините от зеления спектър, чувствителността на бихромирания желатин рязко спада, като за жълтите, оранжевите и червените лъчи тя е на практика нулева. За да се коригира този проблем в емулсията на бихромирания желатин се вкарват специални багрила (сенсибилизатори), които поглъщат лъчите от зеления, жълтия и червения спектър и правят възможен записът на холограми с лазери, генериращи в областите на големите дължини на вълната. Въпреки това чувствителността на бихромирания желатин към червената и зелена дължина на вълната остава няколко порядъка по-ниска от чувствителността към късите дължини от
спектъра на светлината
. Съществен недостатък на средите на основата на бихромиран желатин е и невъзможността за промишлено производство поради изключително краткия им срок на годност ? от порядъка на няколко седмици, което допълнително ограничава масовата им употреба.
Общомедия
Общомедия
разполага с мултимедийно съдържание за