هولوگرافی چیست؟

تعریف هولوگرافی

هولوگرافی ثبت یک تصویر طی یک فرآیند پیچیده نوری است که معمولا بوسیله نور لیزر از طریق دو فرآیند انکسار و تداخل نور بوجود می آید .این فرآیند بدین صورت است که نور لیزر توسط ابزار ویژه جداکننده ای (Splitter) به دو پرتو نور تقسیم میگردد ، یک پرتو توسط آینه به سمت صفحه ثبت منتقل می شود که به آن پرتو مرجع(Refrence) می گوئیم و پرتوی دیگر که پرتو شی(Object) می باشد توسط آینه هدایت و پس از تابش به جسم مورد نظر جهت ثبت تصویر به سمت صفحه حساس به نور یا فیلم  هدایت می شود .

این دو پرتو در محل صفحه ثبت(Film) با هم تداخل می کنند . در این فرآیند هنگامی که قله های دو موج برهم منطبق می شوند ، شدت یا دامنه انرژی موج افزایش می یابد و زمانی که قله و دره موج دوم تطبیق می کند ، چگالی کاهش می یابد . تداخل سازنده وقتی رخ می دهد که هردو موج بطور هم فاز نسبت به هم به یک نقطه برسند و تداخل ویرانگر هنگامی اتفاق می افتد که امواج غیر هم فاز باشند . از آنجائی که این الگوی ثبت شده شامل اطلاعات دامنه وفاز پرتو شی است بنابراین تفاوت آشکاری با یک عکس معمولی را داشته و همین امر موجب سه بعدی بنظر رسیدن تصویر هولوگرام می گردد .

تعریف هولوگرافی

آشنایی با پدید آورنده علم هولوگرافی

بی شک دنیس گابور ( Denis Gabor ) انگلیسی را می بایست بعنوان پدید آورنده علم هولوگرافی دانست .چرا که او در سال ۱۹۴۷ میلادی در حالی که در زمینه افزایش دقت میکروسکوپهای الکترونی فعالیت می نمود موفق به انجام این کشف مهم شد و در سال ۱۹۷۱ مفتخر به دریافت جایزه نوبل فیزیک گردید .یافته های وی به ناچار تا اوایل سال ۱۹۶۰ یعنی زمان اختراع نور لیزر به تعویق افتاد.

عکس آقای گابور در حال امضاکردن نسخه ای از هولوگرام هایش در موزه ۱۷ مارس ۱۹۷۷این مانع در سال ۱۹۶۰ با اختراع لیزرکه نور آن برای تولید هولوگرام بسیار ایده آل بنظر می رسید، از سر راه برداشته شد و در طی ۱۰ سال تکنیک های هولوگرافی وکاربرد های آن توسعه ورشد بسیار سریعی پیدا کرد .در سال ۱۹۶۲ امت لیث (Emmett Leith ) ویوریس اپاتنیکس (Juris Upatnieks ) از دانشگاه میشیگان تحقیقات گابور را مطالعه نموده وبه دلیل کنجکاوی تصمیم گرفتند تکنیکهای گاربور را با استفاده از لیزر کپی برداری نمایند. نتیجه آن اولین هولوگرام عبوری لیزری از یک جسم سه بعدی بود. (یک ترن اسباب بازی ویک پرنده) این هولوگرام های عبوری تصاویر بسیار شفاف با عمق واقعی ایجاد می نمودند اما فقط با نور لیزر تصویر حاصل قابل مشاهده بود.

شباهت هولوگرافی و عکاسی 

در سال ۱۶۴۷ دنیس گابور دانشمند انگلیسی هولوگرافی را پیش بینی کرد ولی نتوانست به آن جامعه عمل بپوشاند تا اوایل سالهای ۱۹۶۰ یعنی زمان اختراع نوع خاصی از منبع نور – لیزر.

هولوگرافی از نظر ثبت اطلاعات مربوط به یک صحنه و منظره بر روی فیلم، به عکاسی شباهت دارد اما شیوه ها و وسایل کار برای ایجاد تصویر، همچون خود تصاویر به دست آمده، کاملا متفاوتند. در عکاسی معمولی، تصویری که از یک صحنه بدست می آید، حال چه عکس باشد یا اسلاید یا هر چیز دیگری و فرقی نمی کند دیجیتال باشد یا معمولی در نهایت تصویری است با دو بعد (دوبعدی) و فاقد عمق. در هولوگرافی، به هر حال تصویری که ایجاد می کنیم و اصطلاحات هولوگرام نام دارد، اطلاعات هر سه بعد را در بر می گیرد و هر سه بعد را ثبت می کند و ناظر از تماشای هولوگرام احساس بعد و برجستگی می کند، حتی بیش از آنچه که در استرئوسکوپی معمول است.

بعد در استرئوسکوپی را به تعبیری می شود، بعد کاذب نامید، زیرا فقط از یک زاویه یعنی همان زاویه ای که دوربینها موقع عکسبرداری مستقر بودند، می شود تصویر را دید. در حالیکه در هولوگرافی منظره بازسازی شده را از زوایای متعدد می توان دید و ناظر با حرکت دادن سر خود، اثر ناشی از اختلاف منظر را حس خواهد کرد.

کاربرد های علم هولوگرافیک

از علم هولوگرافی در زمینه های مختلف و علوم متعدد استفاده می شود. سیستم های هولوگرافی را می توان طبق خواست و نیاز هر علم تغییر داد تا بهترین کارایی را از آن به دست آورد. ویژگی های متعدد و منحصر به فرد هولوگرافی در ثبت سه بعدی نور، باعث شده است که روز به روز به کاربرد های آن در علوم و فنون مختلف افزوده شود. رشد تکنولوژی و روش های ثیت آن، انواع لیزر و سطوح مناسب ثبت برای هولوگرام ، سبب رشد سایر فناوری ها نیز شده است.

  • کاربرد های امنیتی (اسناد بانکی، هویتی – محصولات تجاری با ارزش)
  • حافظه هولوگرافیک (ثبت مقادیر زیادی داده در حجم کوچکی از متریال مورد نظر)
  • پروجکشن سه بعدی (تبلیغات سه بعدی، استند های تبلیغاتی، فیلم های سه بعدی و …)
  • علوم مختلف (صنایع مهندسی و علوم پزشکی)

فیلم هولوگرافی حاصل از پروجکشن چیست؟

پروجکشن های هولوگرافی تمایل به ایجاد یک تصویر با اثرات شفاف دارند. این اثر شفاف اثر هولوگرافی نامیده می شود. اگر شرایط خاصی مد نظر باشد( روشنایی، نقاشی پرده های نمایش و غیره) یک شیء یا شخص ممکن است به صورت شناور یا هولوگرام به نظر برسد. به طور کلی، پروجکشن های هولوگرافی با  اشیای فیزیکی به کار می روند تا تاثیرات اشیای سه بعدی را بهبود ببخشند. فیلم های حاصل از پروجکشن، از خواص متعدد صفحات پروجکشن عقب و جلو، فیلم ها و پروژکتورها استفاده می کنند.

یک نکته کلیدی رنگ سیاهی است که مورد استفاده قرار می گیرد اما برجسته نمی شود. فیلم یا اشیایی که بر روی پس زمینه سیاه قرار دارند، زمانی که بر روی صفحات نمایش هولوگرافی تابانده می شوند، در یک پس زمینه شفاف ظاهر خواهند شد. اثر هولوگرافی را می توان به طور مستقیم با تاباندن بر روی صفحه نمایش شفاف هولوگرافی همچون Adwindow  به دست آورد.

Adwindow همچنین یک فیلم مایلار شفاف مخصوص انعکاسی را ارائه می کند که می توان آن را بر روی یک شکل سخت نصب کرد. اگر نصب به درستی انجام شود، این فیلم اساس و اصل افکت شناخته شده pepper ghost خواهد بود. در این افکت، تصویر شبه مانندی بر روی فیلم شفاف ایجاد می شود و  فرد یا شیء واقعی را می توان در پشت این فیلم برای ایجاد نقاشی پرده نمایش با هم ترکیب کرد.

فیلم هولوگرافی حاصل از پروجکشن

چگونگی به دست آوردن فاز در هولوگرافی

برای به‌دست آوردن فاز در هولوگرافی ، از یک اشعه مرجع استفاده می‌شود. به این صورت که اشعه مرجع با اشعه شی که هر دو هم فاز هستند ترکیب شده و اشعه جدید با موج و دامنه بیشتر می‌سازند. این اشعه شامل یک سری از خطوط باریک و روشنی است که می‌تواند روی سطح حساس نگاشته شود.

اشعه مرجع و اشعه شی جایی در نزدیکی سطح حساس به نور با هم تداخل پیدا می‌کنند. اشعه‌های هم فاز روشنی‌ها وغیر هم فاز خطوط تیره را ایجاد می‌کنند که در نتیجه این خطوط باریک و روشن شبکه پراش (Diffraction grating )تولید می‌شود. این توری‌پرانی مجموعه‌ای از خطوط موازی است که خطای دید ایجاد شده را روی فیلم شکل می‌دهد و به این ترتیب هولوگرام به وجود می‌آید.

این خطوط باریک و روشن روی هولوگرام به طور مستقیم معرف نقاط به هم پیوسته در فضای یک منظره نیستند (قادر به نشان دادن تمام جزئیات منظره اصلی نیستند) بلکه تنها چیزی که هولوگرام نمایانگر آن می‌باشد پرسپکتیو نقاط است.
هولوگرام به‌دست آمده به صورت عبوری است و برای بازسازی موج‌های آن به یک نور هم فاز احتیاج داریم که این نور باید کاملا شبیه به نوری باشد که هولوگرام توسط آن به وجود آمده تا بتواند شرایط هنگام عکسبرداری را برای ما بازسازی کند. بهترین نور هم فازی که می‌تواند در هولوگرافی  چه در مرحله عکسبرداری و چه در هنگام بازسازی- مورد استفاده قرار گیرد، نور لیزر است.


دیدگاه‌ها
پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.1