Holografie - referát

František Klimeš, B2 18.1.2005

Holografie

Referát z Fyziky

Zakladatelem je Denis Gabor, který v roce 1948 navrhuje dvoustupňový proces nazývaný rekonstrukce vlnoplochy, a později nazvaný holografie. Uvědomil si, že pokud se vlna rozptýlená od předmětu, který nás zajímá (předmětová vlna), zaznamená současně s jinou (tzv. referenční) vlnou, je tímto způsobem možno uchovat informaci jak o amplitudě vlny, tak o její fázi, ačkoliv záznamová prostředí dokážou reagovat pouze na intenzitu světla, a není tudíž možné vlnu i s její fází zaznamenat přímo. Informaci o fázi, které nesou vlny rozptýlené od předmětu, je tedy třeba nějakým jiným způsobem převést na změny intenzity, které už je možné zaznamenat. Využívá se při tom interference tj. k vlně předmětové (o neznámé vlnoploše) se přidá vlna známá - referenční (nejčastěji vlna s rovinných fázovým čelem). Celková intenzita obou vln, která se zaznamená do holografického materiálu, závisí tímto způsobem jak na amplitudě tak na fázi vlny předmětové. Obě části informace jsou takto uloženy ("zakódovány") do vzniklé interferenční struktury. Záznam tohoto interferenčního pole se nazývá hologram.

Jestliže nyní zaznamenanou strukturu osvětlíme vlnou emphrekonstrukční, ukazuje se, pokud má záznamový materiál vhodné vlastnosti, že je možno získat obraz původního předmětu. Aby toho bylo možno dosáhnout s co nejlepším výsledkem, volí se za vlnu referenční vlna rovinná.

K velkému rozvoji holografie dochází až v 60. letech díky vynálezu laseru (koherentní zdroj monochromatického záření). Tak jak byla holografie postupně rozvíjena, byly vytvářeny různé typy hologramů podle experimentálního uspořádání při jejich záznamu: např. Gaborův hologram nebo Leithův-Upatnieksův hologram (mimoosový), nebo emphDenisjukův reflexní hologram. Dále lze hologramy rozdělit na transmisní a emphreflexní. V transmisním hologramu pozorujeme obraz ve světle, které prošlo hologramem, naproti tomu v reflexním hologramu ve světle od hologramu odraženém. Příkladem reflexního hologramu je právě Denisjukův hologram, kde jeden svazek světla poskytuje jak svazek referenční, tak předmětový (prošlý záznamovou deskou, a odražený od předmětu, který je umístěn za deskou, zpět na tuto desku). V případě reflexního hologramu jsou interferenční proužky a tudíž i změny indexu lomu orientovány rovnoběžně s povrchem záznamové desky. Reflexní hologramy mohou být, na rozdíl od transmisních, osvětleny v bílém světle, neboť jsou vysoce selektivní (citlivé) na vlnovou délku. V bílém světle jsou obsaženy všechny barvy, a reflexní hologram si ''vybere'' vhodnou vlnovou délku (pro kterou je splněna Braggova podmínka, kterou odráží. Ostatní vlnové délky odráženy nejsou.

Další skupinu hologramů tvoří tzv. holografické stereogramy, v kterých je zaznamenáno velké množství dvoudimenzionálních obrazů (zaznamenaných např. klasickou fotografií). Při rekonstrukci se všechny směry rekonstruují najednou a prostorovost vzniká pomocí stereoefektu, podobně jako při lidském vidění oběma očima najednou, stereoskopických párů je však větší počet.