Chronologiczny przebieg dojrzewania idei holografii referat dyplomanta studiów inżynierskich WPPT M.Małeckiego

Teoria Abbego – dwuetapowego tworzenia się obrazu Fizyk Ernest Abbe był współzałożycielem zakładów optycznych Zeissa. W roku 1873 opracował teorię, która jak się później okazało, stała się podstawą dzisiejszej holografii. Abbe zrozumiał, że obraz tworzy się w dwóch następujących po sobie procesach. Pierwszy proces to wytworzenie obrazu dyfrakcyjnego w płaszczyźnie ogniskowej – analiza dyfrakcyjna przedmiotu. Drugi proces to synteza obrazu dyfrakcyjnego na ekranie, można więc powiedzieć, że ze płaszczyzną ogniskową następuje „dyfrakcja dyfrakcji”, czyli ponowne połączenie się światła w falę o kształcie podobnym do tego jaki miała przy opuszczeniu przedmiotu.

Idea Wolfkego - rozdzielania etapów tworzenia obrazu Polski fizyk Mieczysław Wolfke opracował w 1920r. podstawy optyczne metody rozdzielania w przestrzeni i w czasie etapów tworzenia obrazu, przewidzianych w teorii Abbego. Zaproponował rejestrację obrazu dyfrakcyjnego na kliszy fotograficznej, a następnie odtworzeniu procesu syntezy obrazu oświetlając kliszę.

Metoda Gabora – rejestracji i odtwarzania fazy fali dyfrakcyjnej Idea Wolfkego wymagała udoskonalenia, którego dokonał węgierski fizyk D.Gabor w roku 1949. Gabor odkrył metodę rejestracji fazy na kliszy. Ze względu na to, że taka klisza niesie pełną informację o fali dyfrakcyjnej, nazwano ją hologramem, a metodę dwuetapowego tworzenia obrazu – holografią (gr. holographed – całkowicie zapisuje). Dlatego uważa się Gabora za odkrywcę holografii.

Holografia Holografia odznacza się niezwykłą wiernością przestrzennego odtwarzania. Otrzymywany z hologramu obraz jest plastyczną kopią, dającą pełnowartościową informację o fotografowanym obiekcie. Do wykonania hologramu wykorzystuje się metodę rekonstrukcji czoła fali świetlnej. Najpierw sposobem interferencyjnym utrwalane jest czoło fali, a następnie jest ono odtwarzane dzięki zjawisku dyfrakcji. Czoło fali odbitej od powierzchni dowolnego obiektu jest wypadkową niezliczonej liczby fal kulistych, które rozproszone są przez każdy z punktów oświetlanego obiektu. Kształt czoła fali daje pełną, przestrzenną informację o fotografowanym przedmiocie, takie jak dane o natężeniu fali czy o fazie fal składowych.

Układ formowania hologramu Tworzenie hologramu transmisyjnego Światło koherentne z lasera jest dzielone na dwie wiązki. Jedna z nich po odbiciu od obiektu pada na film, druga – jako wiązka odniesienia – pada bezpośrednio na film. Obydwie tworzą układ prążków interferencyjnych.

Holografia Holografia

Układ formowania hologramu W ten sposób otrzymujemy skomplikowany wzór odpowiadający informacji bazowej i kierunkowej, jaką niesie ze sobą czoło fali odbitej. Utrwalenie tego wzoru na światłoczułej kliszy daje subtelną siatkę dyfrakcyjną z ciemnymi miejscami i jasnymi „szczelinami”. Zmiana kontrastu prążków informuje o zmianach w amplitudzie fali. Im większe natężenie światła, tym mocniejszy kontrast.

Układ odtwarzania hologramu Odtwarzanie obrazu holograficznego również wymaga poświecenia na siatkę holograficzną wiązką laserową, ponieważ korzysta się ze zjawiska dyfrakcji. Wiązka laserowa padając od tyłu na płytę, prześwietla ją i ugina się na „szczelinach” siatki, tworząc w rezultacie dwa przestrzenne obrazy: pozorny i rzeczywisty. Czoła obu ugiętych fal na skutek przejścia przez hologram kształtują się w sposób sterowany przez interferencyjny wzór fotografowanego obiektu. Proces odtwarzania jest odwrotny do formowania wzoru na hologramie, dzięki czemu uzyskuje się idealny obraz 3D.

Układ odtwarzania hologramu Odtwarzanie hologramu projekcyjnego

Rodzaje hologramów Transmission Hologram Reflection Hologram Rainbow Hologram Denisyuk Hologram Mogą być oglądane w świetle biały. Powstają w podwójnym procesie formowania, gdzie zwykły hologram (np. transmisyjny) jest używany jako obiekt. Kolorowe hologramy. Warunkiem odtworzenia jest kilka koherentnych źródeł światła.

Właściwości hologramów Odtwarzany obraz jest trójwymiarowy

Właściwości hologramów Każda część hologramu zawiera całość obrazu

Właściwości hologramów Hologram jest skalowalny wraz z długością fali

Sposoby formowania hologramów Hologram transmisyjny Formowanie hologramu Odtwarzanie hologramu

Sposoby formowania hologramów Direct Beam Reflection Hologram + Najłatwiejszy sposób formowania hologramów. - Najlepiej odwzorowują się obiekty dobrze odbijające światło.

Sposoby formowania hologramów Direct Beam Transmission Hologram + Najłatwiejszy sposób formowania hologramów. - Większość fotografowanego obiektu jest zacieniona

Sposoby formowania hologramów One Mirror Transmission Hologram