Ang holographic na imahe ay lalong ginagamit ngayon. Naniniwala pa nga ang ilan na maaaring mapalitan nito ang mga paraan ng komunikasyon na alam natin. Gustuhin man o hindi, ngunit ngayon ito ay aktibong ginagamit sa iba't ibang mga industriya. Halimbawa, lahat tayo ay pamilyar sa mga holographic sticker. Ginagamit ito ng maraming mga tagagawa bilang isang paraan ng proteksyon laban sa pekeng. Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng ilan sa mga holographic sticker. Ang kanilang paggamit ay isang napaka-epektibong paraan upang maprotektahan ang mga kalakal o dokumento mula sa pamemeke.
Kasaysayan ng pag-aaral ng holograpya
Ang tatlong-dimensional na imahe na nagreresulta mula sa repraksyon ng mga sinag ay nagsimulang pag-aralan kamakailan. Gayunpaman, maaari na nating pag-usapan ang pagkakaroon ng kasaysayan ng pag-aaral nito. Si Dennis Gabor, isang Ingles na siyentipiko, ay unang tinukoy ang holography noong 1948. Napakahalaga ng pagtuklas na ito, ngunit hindi pa halata ang malaking kahalagahan nito noong panahong iyon. Ang mga mananaliksik na nagtatrabaho noong 1950s ay nagdusa mula sa kakulangan ng magkakaugnay na pinagmumulan ng liwanag, isang napakahalagang pag-aari para sa pag-unlad ng holography. Unang laseray ginawa noong 1960. Sa device na ito posible na makakuha ng liwanag na may sapat na pagkakaugnay-ugnay. Ginamit ito nina Juris Upatnieks at Immet Leith, mga Amerikanong siyentipiko, upang lumikha ng mga unang hologram. Sa tulong nila, nakuha ang mga three-dimensional na larawan ng mga bagay.
Sa mga sumunod na taon, nagpatuloy ang pananaliksik. Daan-daang mga siyentipikong papeles na naggalugad sa konsepto ng holography mula noon ay nai-publish, at maraming mga libro ang nai-publish sa pamamaraan. Gayunpaman, ang mga gawaing ito ay naka-address sa mga espesyalista, hindi sa pangkalahatang mambabasa. Sa artikulong ito susubukan naming sabihin ang tungkol sa lahat sa isang naa-access na wika.
Ano ang holography
Maaaring imungkahi ang sumusunod na kahulugan: ang holography ay isang three-dimensional na litrato na nakuha gamit ang laser. Gayunpaman, hindi lubos na kasiya-siya ang kahulugang ito, dahil marami pang ibang uri ng three-dimensional na litrato. Gayunpaman, ito ay sumasalamin sa pinakamahalaga: ang holography ay isang teknikal na pamamaraan na nagpapahintulot sa iyo na "i-record" ang hitsura ng isang bagay; sa tulong nito, ang isang three-dimensional na imahe ay nakuha na mukhang isang tunay na bagay; ang paggamit ng mga laser ay may mahalagang papel sa pagbuo nito.
Holography at mga application nito
Ang pag-aaral ng holographiya ay nagbibigay-daan sa amin na linawin ang maraming isyu na may kaugnayan sa kumbensyonal na litrato. Bilang isang visual na sining, ang three-dimensional na imaging ay maaari pang hamunin ang huli, dahil pinapayagan ka nitong ipakita ang mundo sa paligid mo nang mas tumpak at tama.
Minsan, ibinubukod ng mga siyentipiko ang mga panahon sa kasaysayan ng sangkatauhan sa pamamagitan ng paraanmga koneksyon na kilala sa ilang mga siglo. Maaari nating pag-usapan, halimbawa, ang tungkol sa mga hieroglyph na umiral sa sinaunang Ehipto, tungkol sa pag-imbento ng palimbagan noong 1450. May kaugnayan sa pag-unlad ng teknolohiya na naobserbahan sa ating panahon, ang mga bagong paraan ng komunikasyon, tulad ng telebisyon at telepono, ay nakakuha ng isang nangingibabaw na posisyon. Bagama't ang prinsipyo ng holographic ay nasa simula pa lamang pagdating sa paggamit nito sa media, may mga dahilan upang maniwala na ang mga device na nakabatay dito ay mapapalitan sa hinaharap ang mga paraan ng komunikasyon na alam natin, o hindi bababa sa palawakin ang kanilang saklaw.
Ang
Sci-fi literature at mainstream na print ay kadalasang nagpapakita ng holography sa mali, baluktot na liwanag. Madalas silang lumikha ng maling kuru-kuro tungkol sa pamamaraang ito. Ang volumetric na imahe, na nakita sa unang pagkakataon, ay nakakabighani. Gayunpaman, hindi gaanong kahanga-hanga ang pisikal na pagpapaliwanag ng prinsipyo ng device nito.
Patern ng interference
Ang kakayahang makakita ng mga bagay ay nakabatay sa katotohanan na ang mga light wave, na nire-refracte ng mga ito o naaaninag mula sa mga ito, ay pumapasok sa ating mata. Ang mga liwanag na alon na sinasalamin mula sa ilang bagay ay nailalarawan sa pamamagitan ng hugis ng harap ng alon na naaayon sa hugis ng bagay na ito. Ang pattern ng dark at light bands (o lines) ay nilikha ng dalawang grupo ng magkakaugnay na light waves na humahadlang. Ito ay kung paano nabuo ang isang volumetric holography. Sa kasong ito, ang mga banda na ito sa bawat partikular na kaso ay bumubuo ng isang kumbinasyon na nakasalalay lamang sa hugis ng mga harap ng alon ng mga alon na nakikipag-ugnayan sa isa't isa. ganyanang larawan ay tinatawag na interference. Maaari itong ayusin, halimbawa, sa isang photographic plate, kung inilagay sa isang lugar kung saan naobserbahan ang interference ng alon.
Iba-ibang hologram
Ang paraan na nagbibigay-daan sa iyong i-record (irehistro) ang wave front na sinasalamin mula sa object, at pagkatapos ay ibalik ito upang tila sa nagmamasid na siya ay nakakita ng isang tunay na bagay, at ito ay holography. Ito ay isang epekto dahil sa katotohanan na ang nagreresultang imahe ay tatlong-dimensional sa parehong paraan tulad ng tunay na bagay.
Maraming iba't ibang uri ng hologram na madaling malito. Upang malinaw na tukuyin ang isang partikular na species, apat o kahit limang adjectives ang dapat gamitin. Sa lahat ng kanilang hanay, isasaalang-alang lamang natin ang mga pangunahing klase na ginagamit ng modernong holograpiya. Gayunpaman, kailangan mo munang makipag-usap nang kaunti tungkol sa naturang wave phenomenon bilang diffraction. Siya ang nagpapahintulot sa amin na buuin (o sa halip, muling buuin) ang harap ng alon.
Diffraction
Kung ang anumang bagay ay nasa landas ng liwanag, ito ay nagbibigay ng anino. Ang liwanag ay yumuko sa paligid ng bagay na ito, bahagyang pumapasok sa lugar ng anino. Ang epektong ito ay tinatawag na diffraction. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng likas na alon ng liwanag, ngunit mahirap ipaliwanag ito nang mahigpit.
Tanging sa napakaliit na anggulo lang tumatagos ang liwanag sa lugar ng anino, kaya halos hindi namin ito napapansin. Gayunpaman, kung maraming maliliit na hadlang sa daraanan nito, ang distansya sa pagitan nito ay ilang wavelength lang ng liwanag, nagiging kapansin-pansin ang epektong ito.
Kung ang pagbagsak ng wave front ay bumagsak sa isang malaking solong obstacle, ang kaukulang bahagi nito ay "huhulog", na halos hindi nakakaapekto sa natitirang bahagi ng wave front na ito. Kung maraming maliliit na hadlang sa daraanan nito, nagbabago ito bilang resulta ng diffraction upang ang liwanag na dumadaloy sa likod ng obstacle ay magkakaroon ng kakaibang wave front.
Napakalakas ng pagbabago kaya ang liwanag ay nagsimulang kumalat sa kabilang direksyon. Lumalabas na ang diffraction ay nagpapahintulot sa amin na baguhin ang orihinal na wavefront sa isang ganap na naiiba. Kaya, ang diffraction ay ang mekanismo kung saan nakakakuha tayo ng bagong harap ng alon. Ang aparato na bumubuo nito sa paraang nasa itaas ay tinatawag na diffraction grating. Pag-usapan natin ito nang mas detalyado.
Diffraction grating
Ito ay isang maliit na plato na may manipis na tuwid na parallel stroke (mga linya) na inilapat dito. Ang mga ito ay pinaghihiwalay mula sa isa't isa ng isang daan o kahit isang ikalibo ng isang milimetro. Ano ang mangyayari kung ang isang laser beam ay nakakatugon sa isang rehas na daan, na binubuo ng ilang malabong madilim at maliwanag na mga guhit? Ang bahagi nito ay dumiretso sa rehas na bakal, at ang bahagi ay baluktot. Kaya, dalawang bagong beam ang nabuo, na lumabas sa grating sa isang tiyak na anggulo sa orihinal na beam at matatagpuan sa magkabilang panig nito. Kung ang isang laser beam ay may, halimbawa, flat wave front, dalawang bagong beam na nabuo sa mga gilid nito ay magkakaroon din ng flat wave fronts. Kaya, dumadaandiffraction grating laser beam, bumubuo kami ng dalawang bagong wavefronts (flat). Tila, ang isang diffraction grating ay maaaring ituring bilang ang pinakasimpleng halimbawa ng hologram.
Hologram Registration
Introduction sa mga pangunahing prinsipyo ng holography ay dapat magsimula sa pag-aaral ng dalawang plane wave front. Sa pakikipag-ugnayan, bumubuo sila ng pattern ng interference, na naitala sa isang photographic plate na inilagay sa parehong lugar ng screen. Ang yugtong ito ng proseso (ang una) sa holographiya ay tinatawag na pagtatala (o pagpaparehistro) ng hologram.
Pagpapanumbalik ng larawan
Aming ipagpalagay na ang isa sa mga plane wave ay A, at ang pangalawa ay B. Ang Wave A ay tinatawag na reference wave, at ang B ay tinatawag na object wave, iyon ay, na sinasalamin mula sa bagay na ang imahe ay naayos.. Maaaring hindi ito naiiba sa anumang paraan mula sa reference wave. Gayunpaman, kapag gumagawa ng hologram ng isang three-dimensional na tunay na bagay, isang mas kumplikadong wavefront ng liwanag na sinasalamin mula sa bagay ay nabuo.
Ang interference pattern na ipinakita sa photographic film (iyon ay, ang imahe ng isang diffraction grating) ay isang hologram. Maaari itong ilagay sa landas ng reference na pangunahing sinag (isang sinag ng laser light na may flat wave front). Sa kasong ito, 2 bagong wave front ang nabuo sa magkabilang panig. Ang una sa mga ito ay isang eksaktong kopya ng object wave front, na kumakalat sa parehong direksyon tulad ng wave B. Ang yugto sa itaas ay tinatawag na image reconstruction.
Holographic na proseso
Ang interference pattern na ginawa ng dalawaplane coherent waves, pagkatapos nitong i-record sa isang photographic plate, ito ay isang device na nagpapahintulot, sa kaso ng pag-iilaw ng isa sa mga wave na ito, na ibalik ang isa pang plane wave. Ang holographic na proseso, samakatuwid, ay may mga sumusunod na yugto: pagpaparehistro at kasunod na "imbak" ng wave object sa harap sa anyo ng isang hologram (interference pattern), at ang pagpapanumbalik nito pagkatapos ng anumang oras kapag ang reference wave ay dumaan sa hologram.
Ang objective wave front ay maaaring maging anuman. Halimbawa, maaari itong maipakita mula sa ilang tunay na bagay, kung sa parehong oras ay magkakaugnay ito sa reference wave. Binubuo ng alinmang dalawang wave front na may pagkakaugnay-ugnay, ang interference pattern ay isang device na nagbibigay-daan, dahil sa diffraction, na baguhin ang isa sa mga front na ito sa isa pa. Dito nakatago ang susi sa naturang kababalaghan bilang holography. Si Dennis Gabor ang unang nakatuklas ng property na ito.
Pagmamasid sa larawang nabuo ng hologram
Sa ating panahon, ang isang espesyal na aparato, isang holographic projector, ay nagsisimula nang gamitin upang magbasa ng mga hologram. Pinapayagan ka nitong i-convert ang isang imahe mula sa 2D hanggang 3D. Gayunpaman, upang matingnan ang mga simpleng hologram, hindi kinakailangan ang holographic projector. Pag-usapan natin sandali kung paano tingnan ang mga ganitong larawan.
Upang pagmasdan ang larawang nabuo ng pinakasimpleng hologram, kailangan mong ilagay ito sa layo na humigit-kumulang 1 metro mula sa mata. Kailangan mong tingnan ang diffraction grating sa direksyon kung saan ang mga alon ng eroplano (reconstructed) ay lumabas mula dito. Dahil ang mga alon ng eroplano ang pumapasok sa mata ng nagmamasid, ang holographic na imahe ay flat din. Ito ay tila sa amin tulad ng isang "bulag na pader", na pantay na iluminado ng liwanag na may parehong kulay ng kaukulang laser radiation. Dahil ang "pader" na ito ay walang mga tiyak na tampok, imposibleng matukoy kung gaano ito kalayo. Tila ikaw ay tumitingin sa isang pinahabang pader na matatagpuan sa infinity, ngunit sa parehong oras ay nakikita mo lamang ang isang bahagi nito, na makikita mo sa isang maliit na "window", iyon ay, isang hologram. Samakatuwid, ang hologram ay isang pantay na kumikinang na ibabaw kung saan hindi natin napapansin ang anumang bagay na dapat pansinin.
Binibigyang-daan kami ng
Diffraction grating (hologram) na maobserbahan ang ilang simpleng epekto. Maaari din silang ipakita gamit ang iba pang mga uri ng hologram. Ang pagpasa sa diffraction grating, ang light beam ay nahati, dalawang bagong beam ang nabuo. Maaaring gamitin ang mga laser beam upang maipaliwanag ang anumang diffraction grating. Sa kasong ito, ang radiation ay dapat na naiiba sa kulay mula sa ginamit sa panahon ng pag-record nito. Ang baluktot na anggulo ng isang color beam ay depende sa kung anong kulay nito. Kung ito ay pula (ang pinakamahabang wavelength), kung gayon ang naturang beam ay baluktot sa mas malaking anggulo kaysa sa asul na beam, na may pinakamaikling wavelength.
Sa pamamagitan ng diffraction grating, maaari mong laktawan ang pinaghalong lahat ng kulay, iyon ay, puti. Sa kasong ito, ang bawat bahagi ng kulay ng hologram na ito ay baluktot sa sarili nitong anggulo. Ang output ay isang spectrumkatulad ng ginawa ng isang prisma.
Paglalagay ng diffraction grating stroke
Ang mga stroke ng diffraction grating ay dapat na napakalapit sa isa't isa upang ang baluktot ng mga sinag ay kapansin-pansin. Halimbawa, upang yumuko ang pulang sinag sa pamamagitan ng 20 °, kinakailangan na ang distansya sa pagitan ng mga stroke ay hindi lalampas sa 0.002 mm. Kung ilalagay ang mga ito nang mas malapit, ang sinag ng liwanag ay magsisimulang yumuko pa. Upang "i-record" ang rehas na ito, kinakailangan ang isang photographic na plato, na may kakayahang magrehistro ng mga magagandang detalye. Bilang karagdagan, kinakailangan na ang plato ay mananatiling ganap na hindi gumagalaw sa panahon ng pagkakalantad, gayundin sa panahon ng pagpaparehistro.
Maaaring malabo nang husto ang larawan kahit na sa pinakamaliit na paggalaw, at sa gayon ay ganap itong hindi makilala. Sa kasong ito, hindi isang pattern ng interference ang makikita natin, kundi isang glass plate, pare-parehong itim o kulay abo sa buong ibabaw nito. Siyempre, sa kasong ito, ang mga epekto ng diffraction na nabuo ng diffraction grating ay hindi muling gagawin.
Transmission at reflective holograms
Ang diffraction grating na aming isinasaalang-alang ay tinatawag na transmissive, dahil kumikilos ito sa liwanag na dumadaan dito. Kung ilalapat namin ang mga linya ng grating hindi sa isang transparent na plato, ngunit sa ibabaw ng isang salamin, makakakuha tayo ng isang mapanimdim na diffraction grating. Sinasalamin nito ang iba't ibang kulay ng liwanag mula sa iba't ibang anggulo. Alinsunod dito, mayroong dalawang malalaking klase ng holograms - mapanimdim at transmissive. Ang una ay namamasid sa sinasalamin na liwanag, habang ang huli ay nakikita sa ipinadalang liwanag.
