Holografik görüntü günümüzde giderek daha fazla kullanılmaktadır. Hatta bazıları, sonunda bizim bildiğimiz iletişim araçlarının yerini alabileceğine inanıyor. Beğenin ya da beğenmeyin, ancak şimdi çeşitli endüstrilerde aktif olarak kullanılmaktadır. Örneğin, hepimiz holografik çıkartmalara aşinayız. Birçok üretici bunları sahteciliğe karşı koruma aracı olarak kullanır. Aşağıdaki fotoğraf, holografik çıkartmalardan bazılarını göstermektedir. Kullanımları, malları veya belgeleri sahteciliğe karşı korumanın çok etkili bir yoludur.
Holografi çalışmasının tarihi
Işınların kırılmasından kaynaklanan üç boyutlu görüntü nispeten yakın zamanda incelenmeye başlandı. Ancak, çalışmasının bir tarihinin varlığından zaten bahsedebiliriz. İngiliz bilim adamı Dennis Gabor, holografiyi ilk kez 1948'de tanımladı. Bu keşif çok önemliydi, ancak o zamandaki büyük önemi henüz açık değildi. 1950'lerde çalışan araştırmacılar, holografinin gelişimi için çok önemli bir özellik olan tutarlı bir ışık kaynağının eksikliğinden muzdaripti. İlk lazer1960 yılında yapılmıştır. Bu cihaz ile yeterli tutarlılığa sahip ışık elde etmek mümkündür. Amerikalı bilim adamları Juris Upatnieks ve Immet Leith, ilk hologramları oluşturmak için bunu kullandılar. Onların yardımıyla nesnelerin üç boyutlu görüntüleri elde edildi.
Daha sonraki yıllarda araştırmalar devam etti. O zamandan beri holografi kavramını araştıran yüzlerce bilimsel makale yayınlandı ve yöntem üzerine birçok kitap yayınlandı. Ancak bu eserler genel okuyucuya değil, uzmanlara yöneliktir. Bu yazımızda her şeyi erişilebilir bir dilde anlatmaya çalışacağız.
Holografi nedir
Şu tanım önerilebilir: holografi, lazer kullanılarak elde edilen üç boyutlu bir fotoğraftır. Bununla birlikte, üç boyutlu fotoğrafçılığın başka birçok türü olduğu için bu tanım tamamen tatmin edici değildir. Bununla birlikte, en önemli olanı yansıtır: holografi, bir nesnenin görünümünü "kaydetmenize" izin veren teknik bir yöntemdir; yardımı ile gerçek bir nesneye benzeyen üç boyutlu bir görüntü elde edilir; lazerlerin kullanımı, gelişiminde belirleyici bir rol oynadı.
Holografi ve uygulamaları
Holografi çalışması, geleneksel fotoğrafçılıkla ilgili birçok konuyu netleştirmemizi sağlar. Görsel bir sanat olarak, üç boyutlu görüntüleme, çevrenizdeki dünyayı daha doğru ve doğru bir şekilde yansıtmanıza izin verdiği için ikincisine meydan okuyabilir.
Bilim adamları bazen insanlık tarihindeki dönemleri şu yollarla seçerler:belirli yüzyıllarda bilinen bağlantılar. Örneğin, eski Mısır'da var olan hiyerogliflerden, 1450'de matbaanın icadı hakkında konuşabiliriz. Çağımızda gözlemlenen teknolojik gelişmelere bağlı olarak televizyon ve telefon gibi yeni iletişim araçları hakim duruma gelmiştir. Medyada kullanımı söz konusu olduğunda holografik ilke henüz emekleme aşamasında olsa da, gelecekte buna dayalı cihazların bizim bildiğimiz iletişim araçlarının yerini alabileceğine veya en azından bunların kapsamını genişleteceğine inanmak için nedenler var. kapsam.
Bilimkurgu edebiyatı ve ana akım baskı, genellikle holografiyi yanlış, çarpık ışıkta tasvir eder. Genellikle bu yöntem hakkında bir yanılgı yaratırlar. İlk kez görülen hacimsel görüntü büyülüyor. Bununla birlikte, cihazının prensibinin fiziksel açıklaması da daha az etkileyici değil.
Girişim deseni
Cisimleri görme yeteneği, onlar tarafından kırılan veya yansıyan ışık dalgalarının gözümüze girmesine dayanır. Bazı nesnelerden yansıyan ışık dalgaları, bu nesnenin şekline karşılık gelen dalga cephesinin şekli ile karakterize edilir. Koyu ve açık bantların (veya çizgilerin) deseni, girişim yapan iki uyumlu ışık dalgası grubu tarafından oluşturulur. Hacimsel bir holografi bu şekilde oluşur. Bu durumda, her bir özel durumda bu bantlar, yalnızca birbirleriyle etkileşen dalgaların dalga cephelerinin şekline bağlı olan bir kombinasyon oluşturur. Çokresim girişim olarak adlandırılır. Örneğin, dalga girişiminin gözlemlendiği bir yere yerleştirilirse bir fotoğraf plakasına sabitlenebilir.
Çeşitli hologramlar
Nesneden yansıyan dalga cephesini kaydetmenize (kaydetmenize) ve ardından gözlemciye gerçek bir nesne görmüş gibi görünmesi için geri yüklemenize (kaydetmenize) izin veren yöntem ve holografidir. Bu, ortaya çıkan görüntünün gerçek nesneyle aynı şekilde üç boyutlu olmasından kaynaklanan bir etkidir.
Karıştırılması kolay birçok farklı hologram türü vardır. Belirli bir türü açık bir şekilde tanımlamak için dört hatta beş sıfat kullanılmalıdır. Tüm setlerinden yalnızca modern holografi tarafından kullanılan ana sınıfları ele alacağız. Ancak, önce kırınım gibi bir dalga fenomeni hakkında biraz konuşmanız gerekir. Dalga cephesini inşa etmemize (ya da daha doğrusu yeniden kurmamıza) izin veren odur.
Kırınım
Işık yolunda herhangi bir nesne varsa, gölge düşürür. Işık bu nesnenin etrafında bükülür ve kısmen gölge alanına girer. Bu etkiye kırınım denir. Işığın dalga doğası ile açıklanır, ancak bunu kesin olarak açıklamak oldukça zordur.
Işık gölge alanına yalnızca çok küçük bir açıyla nüfuz eder, bu yüzden bunu pek fark etmeyiz. Ancak, yolunda çok sayıda küçük engel varsa ve aralarındaki mesafe sadece birkaç ışık dalga boyu kadarsa, bu etki oldukça fark edilir hale gelir.
Dalga cephesinin düşüşü büyük tek bir engele düşerse, bunun ilgili kısmı "düşer", bu da bu dalga cephesinin kalan alanını pratik olarak etkilemez. Yolunda çok sayıda küçük engel varsa, kırınım sonucunda engelin arkasında yayılan ışığın niteliksel olarak farklı bir dalga cephesine sahip olacağı şekilde değişir.
Dönüşüm o kadar güçlü ki ışık diğer yönde yayılmaya bile başlıyor. Kırınım, orijinal dalga cephesini tamamen farklı bir dalga cephesine dönüştürmemize izin veriyor. Böylece kırınım, yeni bir dalga cephesi elde ettiğimiz mekanizmadır. Onu yukarıdaki şekilde oluşturan cihaza kırınım ızgarası denir. Bunun hakkında daha detaylı konuşalım.
Kırınım ızgarası
Bu, üzerine ince düz paralel vuruşların (çizgilerin) uygulandığı küçük bir levhadır. Birbirlerinden milimetrenin yüzde biri, hatta binde biri kadar ayrılırlar. Bir lazer ışını, birkaç bulanık, koyu ve parlak çizgiden oluşan bir ızgarayla karşılaşırsa ne olur? Bir kısmı doğrudan ızgaradan geçecek ve bir kısmı bükülecek. Böylece, ızgaradan orijinal kirişe belirli bir açıyla çıkan ve her iki yanında bulunan iki yeni kiriş oluşturulur. Örneğin bir lazer ışınının düz bir dalga cephesi varsa, bunun yanlarında oluşturulan iki yeni ışın da düz dalga cephelerine sahip olacaktır. Böylece içinden geçenkırınım ızgaralı lazer ışını, iki yeni dalga cephesi (düz) oluşturuyoruz. Görünüşe göre, bir kırınım ızgarası, bir hologramın en basit örneği olarak kabul edilebilir.
Hologram Kaydı
Holografinin temel ilkelerine giriş, iki düzlem dalga cephesinin incelenmesiyle başlamalıdır. Etkileşim içinde, ekranla aynı yere yerleştirilmiş bir fotoğraf plakasına kaydedilen bir girişim deseni oluştururlar. Holografide sürecin bu aşamasına (ilk) hologramın kaydı (veya kaydı) denir.
Görüntü restorasyonu
Düzlem dalgalarından birinin A, ikincisinin B olduğunu varsayacağız.. Referans dalgadan hiçbir şekilde farklı olmayabilir. Ancak, üç boyutlu gerçek bir nesnenin hologramını oluştururken, nesneden yansıyan çok daha karmaşık bir ışık dalga cephesi oluşur.
Fotoğraf filminde (yani bir kırınım ızgarasının görüntüsü) sunulan girişim deseni bir hologramdır. Referans birincil ışının (düz dalga cepheli bir lazer ışığı ışını) yoluna yerleştirilebilir. Bu durumda her iki tarafta 2 yeni dalga cephesi oluşur. Bunlardan ilki, B dalgası ile aynı yönde yayılan nesne dalgası cephesinin tam bir kopyasıdır. Yukarıdaki aşamaya görüntü rekonstrüksiyonu denir.
Holografik süreç
İki kişi tarafından oluşturulan girişim deseniDüzlem uyumlu dalgalar, bir fotoğraf plakasına kaydedildikten sonra, bu dalgalardan birinin aydınlatılması durumunda başka bir düzlem dalgayı geri kazanmasını sağlayan bir cihazdır. Bu nedenle, holografik süreç aşağıdaki aşamalara sahiptir: dalga nesnesi cephesinin bir hologram (girişim modeli) biçiminde kaydedilmesi ve ardından "depolanması" ve referans dalgası hologramdan geçtiğinde herhangi bir zamandan sonra restorasyonu.
Objektif dalga cephesi aslında herhangi bir şey olabilir. Örneğin, aynı zamanda referans dalgasıyla uyumluysa, bazı gerçek nesnelerden yansıtılabilir. Tutarlılık gösteren herhangi iki dalga cephesinden oluşan girişim deseni, kırınım nedeniyle bu cephelerden birinin diğerine dönüştürülmesine izin veren bir cihazdır. Holografi gibi bir fenomenin anahtarı burada gizlidir. Bu mülkü ilk keşfeden Dennis Gabor oldu.
Hologramın oluşturduğu görüntünün gözlemlenmesi
Günümüzde, hologramları okumak için özel bir cihaz, bir holografik projektör kullanılmaya başlandı. Bir görüntüyü 2B'den 3B'ye dönüştürmenize olanak tanır. Ancak basit hologramları görüntülemek için holografik projektöre hiç gerek yoktur. Bu tür görsellerin nasıl izleneceğinden kısaca bahsedelim.
En basit hologramın oluşturduğu görüntüyü gözlemlemek için onu gözden yaklaşık 1 metre uzağa yerleştirmeniz gerekir. Düzlem dalgalarının (yeniden yapılandırılmış) ondan çıktığı yönde kırınım ızgarasından bakmanız gerekir. Gözlemcinin gözüne giren düzlem dalgalar olduğundan, holografik görüntü de düzdür. Bize karşılık gelen lazer radyasyonuyla aynı renge sahip ışıkla eşit şekilde aydınlatılan bir "kör duvar" gibi görünüyor. Bu "duvar" belirli özelliklerden yoksun olduğundan, ne kadar uzakta olduğunu belirlemek imkansızdır. Sonsuzlukta yer alan uzatılmış bir duvara bakıyormuşsunuz gibi görünür, ancak aynı zamanda küçük bir "pencereden", yani bir hologramdan görebileceğiniz onun sadece bir kısmını görürsünüz. Bu nedenle, bir hologram, üzerinde dikkate değer hiçbir şey fark etmediğimiz, eşit derecede parlak bir yüzeydir.
Kırınım ızgarası (hologram), birkaç basit etkiyi gözlemlememizi sağlar. Diğer hologram türleri kullanılarak da gösterilebilirler. Kırınım ızgarasından geçen ışık huzmesi bölünür, iki yeni huzme oluşur. Lazer ışınları, herhangi bir kırınım ızgarasını aydınlatmak için kullanılabilir. Bu durumda, radyasyon, kayıt sırasında kullanılandan farklı renkte olmalıdır. Bir renk ışınının bükülme açısı, sahip olduğu renge bağlıdır. Kırmızı ise (en uzun dalga boyu), bu durumda böyle bir ışın, en kısa dalga boyuna sahip olan mavi ışından daha büyük bir açıyla bükülür.
Kırınım ızgarası sayesinde tüm renklerin bir karışımını, yani beyazı atlayabilirsiniz. Bu durumda, bu hologramın her bir renk bileşeni kendi açısında bükülür. Çıktı bir spektrumdurbir prizmanın yarattığına benzer.
Kırınım ızgarası vuruş yerleşimi
Kırınım ızgarasının vuruşları, ışınların bükülmesinin farkedilmesi için birbirine çok yakın yapılmalıdır. Örneğin, kırmızı kirişi 20° bükmek için, vuruşlar arasındaki mesafenin 0,002 mm'yi geçmemesi gerekir. Daha yakın yerleştirilirlerse, ışık huzmesi daha da bükülmeye başlar. Bu ızgarayı "kaydetmek" için, bu tür ince ayrıntıları kaydedebilen bir fotoğraf plakasına ihtiyaç vardır. Ek olarak, plakanın hem pozlama sırasında hem de kayıt sırasında tamamen hareketsiz kalması gereklidir.
Resim, en ufak bir hareketle bile önemli ölçüde bulanıklaşabilir ve o kadar ki, tamamen ayırt edilemez olacaktır. Bu durumda, bir girişim deseni değil, tüm yüzeyi boyunca tek tip siyah veya gri olan bir cam levha göreceğiz. Tabii ki, bu durumda, kırınım ızgarası tarafından üretilen kırınım etkileri yeniden üretilmeyecektir.
İletim ve yansıtıcı hologramlar
Düşündüğümüz kırınım ızgarasına, içinden geçen ışıkta etki ettiği için geçirgen denir. Izgara çizgilerini şeffaf bir plaka üzerine değil, bir ayna yüzeyine uygularsak, yansıtıcı bir kırınım ızgarası elde ederiz. Farklı açılardan ışığın farklı renklerini yansıtır. Buna göre, iki büyük hologram sınıfı vardır - yansıtıcı ve aktarıcı. Birincisi yansıyan ışıkta, ikincisi iletilen ışıkta gözlenir.
