La holografía – … El concepto, principio, la aplicación

imagen holográfica de hoy en día se utiliza cada vez más. Algunos incluso creen que puede sustituir a los medios conocidos de la comunicación a través del tiempo. Nos guste o no, pero ahora es ampliamente utilizado en diversas industrias. Por ejemplo, todos nosotros estamos familiarizados pegatinas holográficas. Una gran cantidad de fabricantes de utilizarlos como un medio de protección contra la falsificación. La foto de abajo muestra algunas pegatinas holográficas. Su aplicación – de una manera muy eficaz de proteger los bienes y documentos contra la falsificación.

La historia del estudio de la holografía

Imagen tridimensional obtenida como resultado de la refracción, comenzó a estudiar hace relativamente poco tiempo. Sin embargo, podemos hablar de la existencia de la historia de su estudio. Dennis Gabor, el científico británico, identificado por primera vez en 1948, es la holografía. Este descubrimiento fue muy importante, pero su mayor valor en el momento aún no era evidente. Trabajado en la década de 1950, los investigadores han padecido la falta de una fuente de luz que tiene una coherencia – una característica muy importante para el desarrollo de la holografía. El primer láser fue fabricado en 1960. Con este dispositivo es posible recibir la luz que tiene la suficiente coherencia. Juris Upatnieks y immet Leith, científicos estadounidenses han utilizado para crear el primer holograma. Con su ayuda se obtienen imágenes tridimensionales de objetos.

En los años siguientes, el estudio continuó. Cientos de trabajos de investigación que examinaron el concepto de la holografía, ya se han publicado, y publicado muchos libros sobre este método. Sin embargo, estas obras están dirigidas a profesionales y no el lector general. En este artículo vamos a hablar de todo un lenguaje accesible.

¿Cuál es la holografía

Usted puede ofrecer la siguiente definición: la holografía – obtenido por la foto volumétrica láser. Sin embargo, esta definición no es del todo satisfactoria, ya que hay muchos otros tipos de imágenes tridimensionales. Sin embargo, refleja el más significativo: la holografía – un método técnico que permite "grabar" la apariencia de un objeto; que puede ayudar a obtener una imagen tridimensional que se parece a la cosa real; el uso del láser ha sido crucial para su desarrollo.

Holografía y su aplicación

estudio de la holografía ayuda a aclarar muchos de los problemas asociados con la fotografía convencional. Como un arte imagen tridimensional puede incluso desafiar a este último, ya que le permite reflejar el mundo más precisa y correcta.

Los científicos a veces emiten era en la historia de la humanidad por medio de la comunicación, que se conoce en algunos siglos. Se puede decir, por ejemplo, de existir en los antiguos jeroglíficos de Egipto, de la invención en 1450 de la imprenta. En relación con la observada hoy en día los avances tecnológicos, los nuevos medios de comunicación, como la televisión y el teléfono, que ocupa una posición dominante. Aunque el principio holográfico es todavía en su infancia cuando se trata de su uso en los medios de comunicación, hay razones para creer que el dispositivo basado en que será capaz de sustituir a los medios conocidos de la comunicación en el futuro, o al menos ampliar el alcance de su aplicación.

la literatura de ciencia ficción y la prensa popular retratan a menudo la holografía a la luz equivocada y distorsionada. A menudo crean una idea equivocada acerca de este método. Imagen tridimensional, visto por primera vez, fascinante. Pero no es menos impresionante es la explicación física del principio de sus dispositivos.

El patrón de interferencia

La capacidad de ver los objetos basándose en el hecho de que las ondas de luz se refractan o reflejada de ellos, entrar en los ojos. La luz reflejada de un objeto que se caracteriza por la forma de onda de frente de onda correspondiente a la forma del objeto. Cuadro de franjas claras y oscuras (o líneas) crear dos grupos de ondas de luz coherente que interfieren. Esto forma una holografía volumen. Las tiras de datos en cada caso comprenden una combinación que depende sólo de la forma de los frentes de onda ondas que interactúan entre sí. una imagen de este tipo se denomina interferencia. Se puede fijar, por ejemplo, en una placa fotográfica, si lo pones en un lugar donde hay una interferencia de ondas.

La variedad de hologramas

Método le permite grabar (registro) reflejada desde el frente de la onda objeto, y después de restaurarlo para que el espectador sienta que él ve la cosa real, y es la holografía. Este efecto, que se debe al hecho de que la imagen tridimensional se obtiene en la misma medida como la cosa real.

Hay muchos tipos diferentes de hologramas, en las que es fácil confundirse. Con el fin de determinar esto o ese tipo, se debe consumir cuatro o incluso cinco adjetivos. De todos sus conjuntos, consideramos sólo las clases básicas que utiliza la holografía moderna. Sin embargo, primero tiene que hablar un poco acerca de este fenómeno de la difracción de ondas. Que nos permite diseñar (o más bien reconstruir) el frente de onda.

difracción

Si un objeto se encuentra en el camino de la luz, que proyecta una sombra. la luz se curva alrededor del objeto, procedentes en parte, en la región de sombra. Este efecto se denomina difracción. Es debido a la naturaleza ondulatoria de la luz, sino para explicar que es bastante difícil en sentido estricto.

Sólo en un ángulo muy pequeño de la luz penetra en la zona de sombra, así que casi no lo notamos. Sin embargo, si hay una pluralidad de pequeños obstáculos, la distancia entre los cuales constituyen sólo unas pocas longitudes de onda de luz en el camino, este efecto se hace muy notable.

Si la caída del frente de onda cae en un gran obstáculo, "cae" la parte pertinente de la misma, que no afecta el resto del área del frente de onda. Si hay una gran cantidad de pequeños obstáculos en su camino, se modifica mediante difracción por lo que la difusión de la barrera de luz tendrá un frente de onda cualitativamente diferente.

La transformación es tan fuerte que ni siquiera la luz comienza a extenderse en la otra dirección. Resulta que la difracción nos permite convertir el frente de onda original en una muy distinta de ella. Por lo tanto, la difracción – el mecanismo por el cual obtenemos el nuevo frente de onda. El dispositivo descrito anteriormente mediante la formación de que, referido como una rejilla de difracción. Le diremos más al respecto.

rejilla de difracción

Esta es una pequeña placa con un depositados sobre ella trazos rectas paralelas delgadas (líneas). Ellos están separados por centésimas o incluso una milésima de milímetro. ¿Qué ocurre si el rayo láser en su camino se encuentra con la rejilla que consiste en una serie de bandas difusas oscuras y brillantes? En parte se pasará directamente a través de las barras, y algunos – rizo. Así formado dos nuevos haces que salen de la rejilla en un ángulo determinado a la viga original y se encuentran a ambos lados de la misma. Si uno tiene un rayo láser, por ejemplo, un frente de onda plano, los dos formada por los lados de la nueva viga también tienen una frentes de onda planares. Por lo tanto, mediante el paso a través de un haz de láser rejilla de difracción, formamos dos nuevos frentes de onda (plana). Al parecer, la rejilla de difracción puede ser considerado como el ejemplo más simple de un holograma.

holograma Registro

La familiaridad con los principios básicos de la holografía debe comenzar con un estudio de los dos frentes de onda plana. Interactuar, forman un patrón de interferencia, que se registra en una colocado en el mismo lugar donde había una pantalla, placa fotográfica. Esta etapa del proceso (la primera) en la holografía se llama un registro (o grabación) del holograma.

restaurar la imagen

Suponemos que una de las ondas planas – A, y el segundo – V. Referencia A saber onda, y B – el tema, que se refleja desde el objeto cuya imagen se fija. Se puede de ninguna manera se diferencia de la onda de referencia. Sin embargo, al crear el holograma se forma tridimensional objeto real considerablemente más complejo de frente de onda de la luz reflejada desde el objeto.

El patrón de interferencia, siempre en una película fotográfica (es decir, una imagen de la rejilla), – este es el holograma. Se puede colocar en la trayectoria del haz de referencia primaria (rayo láser que tiene un frente de onda plano). En este caso, ambos lados se forman 2 nuevo frente de onda. El primero de ellos es una copia exacta del frente de onda objeto que se propaga en la misma dirección que la ola W. El paso anterior se llama la imagen reconstruida.

El proceso holográfico

El patrón de interferencia, que se crea por dos planos ondas coherentes es después de la grabación en la placa fotográfica es un dispositivo que permite recuperar la otra iluminación de onda plana en el caso de una de estas ondas. El proceso holográfico, por lo tanto tiene las siguientes etapas: registro y posterior "almacenamiento" del frente de onda del objetivo en forma de un holograma (patrón de interferencia) y su reconstitución en cualquier momento después del paso a través del holograma de onda de referencia.

Asunto de frente de onda en realidad puede ser cualquier. Por ejemplo, puede ser reflejada desde un objeto real, mientras que si se trata de una onda de referencia coherente. Formado por cualquiera de los dos frentes de onda que tienen coherencia, el patrón de interferencia – esto es un dispositivo que permite convertir debido a la difracción de uno de estos frentes en el otro. Aquí es donde la clave oculta al fenómeno de la holografía. Dennis Gabor descubierto por primera vez esta propiedad.

La imagen de observación generada por el holograma

En nuestro tiempo, que comenzó a utilizarse un dispositivo especial para la lectura de hologramas – proyector holográfico. Le permite convertir una imagen de dos a tres dimensiones. Sin embargo, para ver un holograma simple, no se requiere proyector holográfico. Brevemente describa cómo hacer frente a este tipo de imágenes.

Para observar se forma la imagen del holograma elemental, es necesario colocarla a una distancia de 1 metro desde el ojo. A través de la red de difracción tiene que mirar en la dirección en que las ondas planas (restaurados) que sale de ella. ¿Cómo funciona exactamente ondas planas entran en el ojo del observador, una imagen holográfica también es plana. Nos parece como si "pared en blanco" que ilumina uniformemente la luz que tiene el mismo color que el correspondiente láser. Dado que las señales específicas de este "muro" que se priva, es imposible determinar hasta qué punto es. Parece como si nos fijamos en el situado en el infinito sobre las paredes, pero se puede ver sólo una parte de ella, que es posible ver a través de una pequeña "ventana" que es un holograma. Por lo tanto, un holograma – está uniformemente superficie en la que no podemos ver nada digno de atención iluminado.

La rejilla de difracción (holograma) nos permite observar algunos efectos simples. Pueden demostrar el uso de hologramas y otro tipo. Pasando a través de la rejilla de difracción, el haz de luz se divide, formando dos nuevos haz. El uso de haces de láser puede iluminar cualquier rejilla de difracción. La radiación debe ser de un color diferente de la utilizada en su grabación. El ángulo de flexión de la viga de color depende de qué color tiene. Si está en rojo (la longitud de onda larga), un haz tal se dobla en un ángulo mayor que el haz azul, que tiene la longitud de onda más pequeña.

A través de la rejilla puede omitir una mezcla de todos los colores, es decir, blanco. En este caso, cada componente de color del holograma dobla bajo su propio ángulo. En el espectro de salida se forma similar al prisma creado.

La colocación de las líneas de rejilla

Trazos de la rejilla deben hacerse muy cerca uno del otro que era flexión notable de los rayos de luz. Por ejemplo, para la curvatura del haz de luz roja por 20 ° es necesario que la distancia entre las ranuras no exceda de 0.002 mm. Si se colocan más de cerca, un rayo de luz comienza a inclinarse aún más. Con el fin de "escribir" es necesaria una placa de celosía dada, que puede grabar partes tan delgada. Además, es necesario a la placa en el proceso de exposición y se mantuvo completamente inmóvil durante el registro.

La imagen se puede untar tanto, incluso en el más mínimo movimiento, tanto es así que sería totalmente indistinguibles. En este caso, no vemos patrón de interferencia, simplemente una placa de vidrio en toda su superficie de manera uniforme negro o gris. Por supuesto, en este caso, no se puede reproducir los efectos de difracción generados por una rejilla de difracción.

Transmisivo y el holograma de reflexión

Hemos examinado la rejilla de difracción que se conoce como una transmisión, ya que actúa en la luz que pasa a través de él. Si la causa de la línea de celosía no está en la placa transparente, y en la superficie del espejo, se obtiene una rejilla de difracción reflectividad. Refleja la luz en diferentes ángulos de diferentes colores. En consecuencia, hay dos grandes clases de hologramas – reflexión y de transmisión. En primer lugar se observa con luz reflejada, y el segundo – de pasada.