Holografi - det ... Konseptet, prinsippet program

Holografisk bilde av i dag brukes i økende grad. Noen mener at det kan erstatte de kjente form for kommunikasjon over tid. Like det eller ikke, men nå er det mye brukt i ulike bransjer. For eksempel, alle av oss er kjent holografiske klistremerker. Mange produsenter bruker dem som et middel for beskyttelse mot forfalskning. Bildet nedenfor viser noen holografiske klistremerker. Deres søknad - en svært effektiv måte å beskytte varer og dokumenter mot forfalskning.

Historien om studiet av holografi

Tredimensjonalt bilde oppnådd som et resultat av brytning, begynte å studere relativt nylig. Men vi kan snakke om eksistensen av historien til sin studie. Dennis Gabor, britiske forskeren, først identifisert i 1948, er det holografi. Denne oppdagelsen var veldig viktig, men dens største verdi på den tiden var ennå ikke klart. Jobbet i 1950, har forskere led av mangel på en lyskilde ha en sammenheng - en svært viktig funksjon for utviklingen av holografi. Den første laseren ble produsert i 1960. Med denne innretning er det mulig å motta lys som har tilstrekkelig sammenhold. Juris Upatnieks og immet Leith, har amerikanske forskere brukt den til å lage den første hologram. Med deres hjelp fikk den tredimensjonale bilder av objekter.

I de påfølgende årene, studien fortsatte. Hundrevis av forskningsartikler som undersøkte begrepet holografi, har siden blitt publisert, og publisert mange bøker om denne metoden. Imidlertid er disse verkene adressert til fagfolk og ikke den generelle leseren. I denne artikkelen vil vi snakke om alt tilgjengelig språk.

Hva er holografi

Du kan tilby følgende definisjon: holografi - oppnås ved laservolumetrisk bilde. Imidlertid er denne definisjonen ikke helt tilfredsstillende, så det er mange andre typer tredimensjonale bilder. Men det gjenspeiler den mest betydningsfulle: holografi - en teknisk metode som gjør det mulig å "record" utseendet til et objekt; det kan hjelpe få et tredimensjonalt bilde som ser ut som the real thing; bruk av lasere har vært avgjørende for utviklingen.

Holografi og dens anvendelse

holografi studien bidrar til å avklare mange av problemene knyttet til konvensjonell fotografering. Som en fin kunst tredimensjonalt bilde kan også utfordre det siste, fordi det tillater deg å gjenspeile verden mer nøyaktig og korrekt.

Forskere noen ganger avgir epoke i menneskehetens historie ved hjelp av kommunikasjon, som ble kjent i visse århundrer. Du kan si, for eksempel av eksisterende i gamle hieroglyfer av Egypt, av oppfinnelsen i 1450 av trykkpressen. I forbindelse med det som observeres i dag teknologiske fremskritt, nye kommunikasjonsmidler, slik som TV og telefon, inntatt en dominerende stilling. Selv om det holografiske prinsipp er fortsatt i sin barndom når det gjelder bruken i media, er det grunn til å tro at enhet basert på den vil være i stand til å erstatte de kjente former for kommunikasjon i fremtiden, eller i det minste utvide omfanget av sin søknad.

Science fiction litteratur og populære pressen ofte portrettert holografi i feil, forvrengt lys. De lager ofte et feil inntrykk om denne metoden. Tredimensjonalt bilde, sett for første gang, fascinerende. Men ikke mindre imponerende er fysisk forklaring av prinsippet om sine enheter.

Interferensmønsteret

Evnen til å se objekter basert på det faktum at lysbølger brytes av eller reflektert fra dem, komme inn i våre øyne. Reflektert lys fra en gjenstand kjennetegnet ved bølgeformen av bølgefronten som svarer til formen av gjenstanden. Bilde av mørke og lyse striper (eller linjer) danner to grupper av koherente lysbølger som interfererer. Dette danner et volum holografi. Data strimlene i hvert tilfelle består av en kombinasjon som er avhengig kun av formen på bølgefrontene bølgene som vekselvirker med hverandre. Et slikt bilde kalles interferens. Det kan fikses, for eksempel på en fotografisk plate, hvis du setter den på et sted hvor det er en bølge forstyrrelser.

Variasjonen av hologrammer

Metoden gjør det mulig å ta opp (registrere) reflektert fra objektet bølgefronten, og deretter gjenopprette det slik at betrakteren føler at han ser den virkelige ting, og er holografi. Denne effekten, som er på grunn av det faktum at de tre-dimensjonale bilde oppnås i samme grad som den ekte.

Det finnes mange forskjellige typer av hologrammer, hvor det er lett å bli forvirret. For å avgjøre dette, eller den slags, bør brukes fire eller fem adjektiver. Fra alle sine sett, anser vi bare de grunnleggende klasser som bruker moderne holografi. Men må du først snakke litt om denne bølgen fenomenet diffraksjon. At det tillater oss å designe (eller snarere å rekonstruere) wavefront.

diffraksjon

Hvis et objekt er i veien for lyset, kaster han en skygge. Lyset bøyer seg rundt gjenstanden, som kommer delvis inn i skyggeområde. Denne effekten kalles diffraksjon. Han er på grunn av bølge natur lys, men å forklare det er ganske vanskelig å strengt.

Bare i en liten vinkel på lyset trenger inn i skyggen regionen, så vi nesten ikke legger merke til det. Men hvis det finnes en flerhet av små hindringer, hvor avstanden mellom disse utgjør bare noen få lengder av lysbølgen på sin vei, blir denne effekten ganske merkbar.

Hvis fallet av bølgefronten faller på en stor enkelt hinder, "faller" den aktuelle delen av det, betyr det ikke påvirke de resterende området av bølgefronten. Hvis det er mange små hindringer på sin bane, er det modifiseres ved diffraksjon slik at spredningen av lysskranken vil ha en kvalitativt forskjellig bølgefront.

Forvandlingen er så sterk at selv lyset begynner å spre seg i den andre retningen. Det viser seg at diffraksjon tillater oss å konvertere den opprinnelige bølgefront i en svært forskjellig fra det. Dermed diffraksjon - mekanismen som vi får nye bølgefronten. Anordningen som er beskrevet ovenfor, ved å danne det, referert til som et diffraksjonsgitter. Vi vil fortelle mer om det.

diffraksjonsgitteret

Dette er en liten plate med en avsatt på disse tynne parallelle rette drag (linjer). De er adskilt ved en hundredel eller til og med en tusendels millimeter. Hva som skjer hvis laserstrålen på sin vei møter gitter som består av et antall av fuzzy, mørke og lyse bånd? En del av det vil passere direkte gjennom gitteret, og noen - curl. Således dannet to nye stråler som utgang gitteret i en viss vinkel i forhold til den opprinnelige stråle, og er plassert på begge sider av den. Hvis man har en laserstråle, for eksempel en plan bølgefront, de to er dannet av sidene av den nye strålen vil også ha en plan bølgefronter. Således, ved å passere gjennom et diffraksjonsgitter laserstråle, dannes det to nye bølgefronter (flat). Tilsynelatende kan diffraksjonsgitteret betraktes som den enkleste eksempel på et hologram.

hologram Register

Kjennskap til de grunnleggende prinsippene for holografi bør begynne med et studium av de to plane bølgefronter. Samspill, danner de et interferensmønster som er opptegnet på en plassert på samme sted hvor det var en skjerm, fotografisk plate. Dette trinn av fremgangsmåten (den første) i holografi kalles en post (eller opptak) av hologrammet.

Gjenopprett bilde

Vi antar at en av de plane bølger - A, og den andre - V. Det vil si referansebølgen, og B - faget, er det som reflekteres fra den gjenstand hvis bilde er fast. Det kan på ingen måte forskjellig fra referansebølgen. Imidlertid, ved opprettelse av hologrammet er dannet tre-dimensjonale reelle objektet betydelig mer kompleks bølgefronten av lys reflektert fra objektet.

Det interferensmønster, anordnet på en fotografisk film (dvs. et bilde av gitteret), - dette er hologrammet. Det kan plasseres i banen for den primære referansestrålen (laserstråle som har en plan bølgefront). I dette tilfelle er begge sider dannes to nye bølgefront. Den første av disse er en eksakt kopi av objektet bølgefront som forplanter seg i samme retning som bølgen W. Ovenstående punkt kalles det rekonstruerte bildet.

Den holografiske prosess

Det interferensmønster som er dannet av to plane koherente bølger er etter innspillingen på den fotografiske plate er en anordning som tillater å gjenvinne den andre plane bølge belysning i tilfelle av en av disse bølgene. Den holografiske prosessen, har således de følgende trinn: registrering og påfølgende "lagring" av bølge foran objektivet i form av et hologram (interferensmønster) og dets tilberedning til enhver tid etter passering gjennom referansebølgen hologrammet.

Subject wavefront kan faktisk være noen. For eksempel kan det bli reflektert fra et virkelig objekt, mens dersom det er en sammenhengende referansebølgen. Dannet av eventuelle to bølgefronter som har sammenheng, interferensmønsteret - dette er en enhet som lar deg konvertere på grunn av diffraksjon av en av disse frontene i den andre. Det er der den skjulte nøkkelen til fenomenet holografi. Dennis Gabor først oppdaget denne egenskapen.

Observasjonen bildet som genereres av hologrammet

I vår tid, det begynte å bli brukt en spesiell enhet for å lese hologrammer - holografisk projektor. Den lar deg konvertere et bilde fra to til tre dimensjonal. Men for å vise en enkel hologram, holografisk projektor er ikke nødvendig. Kort beskrive hvordan man skal håndtere slike bilder.

For å observere den elementære hologrambildet er dannet, er det nødvendig å plassere det i en avstand av 1 meter fra øyet. Gjennom diffraksjonsgitter trenger å se på den retning i hvilken de plane bølger (gjenopprettet) som kommer ut av det. Så hvordan akkurat plane bølger inn i øyet av observatøren, er et holografisk bilde også flat. Det ser ut for oss som om "tom vegg" som jevnt tennes lampen har samme farge som den tilsvarende laser. Siden konkrete tegn denne "veggen" er fratatt, er det umulig å finne ut hvor langt det er. Det virker som om du ser på den som ligger på uendelig over veggene, men du kan se bare en del av det som er mulig å se gjennom et lite "vindu" som er et hologram. Derfor, et hologram - er jevnt opplyst overflate som vi ikke kan se noe verdig oppmerksomhet.

Diffraksjonsgitteret (hologram) tillater oss å observere noen enkle effekter. De kan demonstrere bruken av hologrammer og annen type. Passerer og ubrutt gjennom gitteret, er lysstrålen delt, som danner to nye stråle. Ved hjelp av laserstråler kan belyse et hvilket som helst diffraksjonsgitter. Strålingen bør være en forskjellig farge fra den som ble anvendt i dens opptak. Vinkelen på farge strålen bøying avhenger av hvilken farge han har. Hvis det er rød (lang-bølgelengde), er en slik bjelke bøyd i en større vinkel enn den blå stråle, som har den minste bølgelengde.

Gjennom gitteret kan hoppe over en blanding av alle farger, dvs. hvitt. I dette tilfellet er hver fargekomponent av hologrammet bøyer seg under sin egen vinkel. Ved utgangsspekteret er utformet i likhet med den opprettede prismet.

Plassering av gitterlinjene

Slag av gitteret bør gjøres meget nær hverandre at det var merkbar bøyning av lysstråler. For eksempel, til krumningen av den røde stråle ved 20 ° er nødvendig at avstanden mellom sporene ikke overstiger 0,002 mm. Hvis de plasserer nærmere, en stråle av lys begynner å bøye enda mer. For å "skrive" et gitt gitter plate er nødvendig, noe som kan ta opp så tynne deler. Videre er det nødvendig å plettere i prosessen for eksponering og forble fullstendig ubevegelig under registreringen.

Bildet kan smurte mye selv ved den minste bevegelse, så mye at det ville være helt utvisket. I dette tilfellet ser vi ingen interferensmønster, bare en glassplate over hele overflaten jevnt svart eller grå. Of course, i dette tilfellet, vil ikke spille diffraksjon effekter generert av et diffraksjonsgitter.

Transmitterende og reflekterende hologram

Vi har undersøkt den diffraksjonsgitteret er referert til som en overføring, fordi det virker på det lys som går gjennom den. Hvis årsaken til gitteret linjen ikke er på den gjennomsiktige plate, og på overflaten av speilet, får vi et diffraksjonsgitter reflektivitet. Det reflekterer lys i forskjellige vinkler i forskjellige farger. Følgelig er det er to brede klasser av hologrammer - reflekterende og transmitterende. Først observert i reflektert lys, og den andre - i forbifarten.