ホログラフィ - それは...概念、原則、アプリケーション

今日のホログラフィックイメージはますます使用されています。 一部では、それは時間をかけて通信の既知の手段を置き換えることができると信じています。 好むと好まざるとにかかわらず、今では広く様々な産業で使用されています。 例えば、私たちのすべては、おなじみのホログラフィックステッカーです。 偽造に対する保護の手段としてそれらを使用して製造業者の多くは。 下の写真は、いくつかのホログラフィックステッカーを示しています。 彼らのアプリケーション - 偽造に対して商品や文書を保護するのに非常に効果的な方法。

ホログラフィーの研究の歴史

屈折の結果として得られた三次元画像は、比較的最近勉強し始めました。 しかし、私たちはその研究の歴史の存在を話すことができます。 最初の1948年に特定さデニス・ガボール、英国の科学者は、それがホログラフィーです。 この発見は非常に重要だったが、現時点ではその最大値は、まだ明らかではなかったです。 ホログラフィーの開発のために非常に重要な機能 - 1950年代に働いていた、研究者は、コヒーレンスを有する光源の不足に悩まされてきました。 最初のレーザーは、1960年に製造されました。 この装置では、十分なコヒーレンスを有する光を受光することが可能です。 ジュリス・アップアットニークスやリースをimmet、米国の科学者は、第1のホログラムを作成するためにそれを使用しています。 彼らの助けを借りて、それは、オブジェクトの3次元画像を得ました。

その後の数年間で、研究は続けました。 ホログラフィーの概念を検討した研究論文の数百人は、以降に発表されており、この方法で多くの本を出版されました。 しかし、これらの作品は専門家ではなく一般の読者に宛てています。 この記事では、我々はすべてアクセス可能言語について話します。

ホログラフィーとは何ですか

あなたは、次の定義を提供することができます：ホログラフィー - レーザー体積写真によって得られます。 しかし、この定義は、三次元画像の他の多くの種類があるように、完全に満足できるものではありません。 ホログラフィー - 「記録」にオブジェクトの外観を可能にする技術的方法;：しかし、それは最も重要なを反映しています それは本物のように見える3次元画像を得ることができます。 レーザーの使用は、その開発のために重要となっています。

ホログラフィとその応用

ホログラフィの研究では、従来の写真に関連する問題の多くを明確にするのに役立ちます。 それはあなたがより正確かつ正確に世界を反映することができますので、細かな技術として3次元画像であっても、後者に挑戦することができます。

科学者は、時々、特定の世紀に知られていた通信手段によって人類の歴史の中で時代を発します。 あなたは、例えば、エジプトの古代の象形文字で、既存の、1450年における本発明の、言うことができる 印刷機の。 こうしたテレビ、電話などの観察、最近の技術の進歩、新しいコミュニケーションの手段、との接続では、支配的な地位を占めていました。 ホログラフィック原理はまだ始まったばかりであるが、それはメディアでの使用に来るとき、それに基づいて、そのデバイスが将来的に通信の既知の手段を交換する、あるいは少なくともその適用範囲を拡張することができるようになりますと信じる理由があります。

サイエンスフィクション文学や大衆紙は、多くの場合、間違っている、歪んだ光の中でホログラフィを演じました。 彼らは多くの場合、この方法についての間違った考えを作成します。 魅力的な、初めて見た三次元画像、。 しかし劣らず印象は、そのデバイスの原則の物理的な説明ではありません。

干渉パターン

光の波がで屈折またはそれらから反射されているという事実に基づいてオブジェクトを表示する機能は、私たちの目に入ります。 物体の形状に対応した波面の波形によって特徴付けられる物体からの反射光。 明暗のストライプ（またはライン）の画像妨害コヒーレント光波の2つのグループを作成します。 これは、ボリュームホログラフィを形成しています。 各場合のデータストリップは、互いに相互作用波面波の形状に依存組み合わせを含みます。 そのような画像は、干渉と呼ばれます。 あなたがそこにある場所に置く場合は、写真乾板の上に、例えば、固定することができ、 電波干渉が。

ホログラムの様々な

この方法は、視聴者が、彼は本物を見ていることを感じ、ホログラフィーであるようにそれを復元するために、オブジェクトの波面から反射し、かつ（登録）あなたは記録することができます。 3次元画像は実物と同程度に得られていることに起因する。この効果、。

混乱しやすいいるホログラムの多くの異なる種類があります。 このまたはその種類を決定するために、4つのあるいは5形容詞を消費する必要があります。 すべてのセットから、我々は近代的なホログラフィを使用する唯一の基本的なクラスを検討してください。 ただし、最初の回折のこの波動現象について少し話をする必要があります。 それは波面私たちが設計する（というか再構築するために）できること。

回折

物体が光の経路にある場合は、彼が影を落として。 光は影領域に、部分的に来て、オブジェクトの周りに曲がります。 この効果は、回折と呼ばれています。 彼は光の波動性によるものであるが、それは厳密には非常に困難である説明します。

光だけの非常に小さな角度で影領域に浸透するので、我々はほとんどそれに気づくことはありません。 小さな障害物が複数存在する場合は、その途中で光波のほんの数の長さを構成するとの間の距離が、この効果は非常に顕著になります。

波面の秋には、大規模な単一障害物に当たる場合は、その関連部分を「下がる」、それは、波面の残りの領域には影響を与えません。 その経路における小さな障害物がたくさんある場合は、光バリアの拡散は質的に異なる波面を有するように、それが回折によって修正されます。

変換も光が他の方向に拡散し始めるほど強力です。 これは、回折は、私たちはそれから非常に明瞭で、元の波面を変換することができていることが判明しました。 このように、回折 - 私たちは新しい波面を取得するメカニズム。 それを形成することにより、上述した装置は、と呼ばれる 回折格子。 我々はそれについての詳細を教えてくれます。

回折格子

これは、その上に堆積された薄い平行な直線ストローク（線）と小板です。 彼らは、百ミリの千分のさえによって離間されています。 その途中でレーザービームがファジー明暗バンドの数から成るグリッドを満たしている場合はどうなりますか？ その一部は、バーを直接通過し、いくつかのだろう - カール。 したがって、元のビームに対して一定の角度で二つの新しいビーム出口格子を形成し、その両側に配置されています。 一つは、レーザビームを有する場合、例えば、平面波面は、新しいビームの辺により形成された2つのも平面波面を有することになります。 これにより、レーザ光を回折格子を通過することによって、我々は、2つの新しい波面（フラット）を形成します。 明らかに、回折格子は、ホログラムの最も単純な例として考えることができます。

ホログラム登録

ホログラフィーの基本原則に精通して2つの平面波面の研究を開始する必要があります。 相互作用し、それらは、スクリーン、写真乾板があった同じ場所に配置された上に記録される干渉パターンを形成します。 ホログラフィの処理（第一）のこの段階では、ホログラムの記録（または記録）と呼ばれています。

画像の復元

A、第二 - - V.すなわち波、及びBを参照する - 私たちは、平面波のいずれかと仮定対象は、その画像は、その固定された物体から反射されます。 それは決して参照波とは異なりできます。 しかし、ホログラムを作成するときには、三次元の実物体を物体からの反射光のかなり複雑な波面が形成されています。

写真フィルム上に設けられた干渉パターンは、（すなわち、格子の画像）は、 - これはホログラムです。 これは、一次基準ビーム（平面波面を有するレーザビーム）の経路に配置することができます。 この場合、双方は2つの新しい波面が形成されています。 それらの第一は、上記のステップは、再構成された画像と呼ばれる波Wと同じ方向に伝搬する物体波面の正確なコピーです。

ホログラフィック・プロセス

2つの平面によって作成される干渉パターン、 コヒーレントな波である写真乾板上に記録した後は、これらの波のいずれかの場合には他の平面波照明を回復することを可能にする装置です。 登録およびホログラム（干渉縞）の形で目的の波面の後続の「ストレージ」と参照波ホログラムを通過した後の任意の時点で、その再構成：ホログラフィックプロセスは、従って以下の工程を有します。

件名波面は実際にどんなことができます。 それはコヒーレントな参照波である場合ながら例えば、それは、実際の物体から反射されてもよいです。 コヒーレンスを有する任意の2つの波面によって形成され、干渉パターンは - これは、他の原因でこれらの前線の一つの回折に変換することを可能にする装置です。 これはここでホログラフィーの現象に隠されたキー。 デニース・ガボール最初にこのプロパティを発見しました。

ホログラムによって生成された観察像

私たちの時間では、ホログラムを読み取るための特別なデバイスを使用するようになった - ホログラフィックプロジェクターを。 それはあなたが、二から三次元に画像を変換することができます。 しかし、簡単なホログラムを表示するために、ホログラフィックプロジェクターは必要ありません。 簡単に言えば、このような画像に対処する方法を説明します。

画像が形成される要素ホログラムを観察するために、眼から1メートルの距離でそれを配置する必要があります。 回折格子を介して、それから出てくる平面波が（復元）する方向を見て必要があります。 平面波は、観察者の眼に入る方法を正確ので、ホログラフィック画像はまた、平坦です。 それは均等に対応する色と同じ色の光照らす「空白の壁」かのように私たちに見える レーザーを。 具体的な兆候は、この「ウォール」が奪われているので、どのくらい離れているかを判断することは不可能です。 あなたが壁の上に無限遠に位置を見ているかのように思えるが、あなたは、ホログラムである小さな「窓」を通して見ることが可能であることの一部だけを、見ることができます。 そのため、ホログラムは - 均等に我々は注目に値する何かを見ることができない上、表面を照明します。

回折格子（ホログラム）は、私たちはいくつかの簡単な効果を観察することができます。 彼らは、ホログラムや他のタイプの使用を実証することができます。 回折格子を通過する光ビームは、2つの新しいビームを形成し、分割されています。 レーザビームを使用して任意の回折格子を照明することができます。 放射線は、記録に用いられるものとは異なる色でなければなりません。 カラービーム曲げの角度は、彼が持っているものの色に依存します。 それは（長波長）の赤色である場合、そのようなビームは、最小の波長を有する青色光、より大きな角度で曲げられています。

格子を通じて、すなわち白をすべての色の混合物をスキップすることができます。 この場合、ホログラムの各色成分は、それ自体の角度で曲がります。 出力スペクトルで作成プリズムと同様に形成されます。

格子線の配置

格子のストロークは、それは光線の顕著な曲がりがあったことを互いに非常に接近されるべきです。 例えば、20°の赤色光の曲率に溝の間の距離は0.002ミリメートルを越えないことが必要です。 彼らはより密接に配置した場合、光の光線は、より曲がりを開始します。 非常に薄い部分を記録することができ、所与の格子板が必要とされる「書き込む」ために。 また、露光工程でめっきする必要があり、登録時に完全に静止したままでした。

それは完全に区別できないように、絵はあまり、少しでも動きでかなり不鮮明にすることができます。 この場合、我々は、一様に黒または灰色をその全面に干渉パターン、単にガラス板を見ません。 もちろん、この場合には、回折格子によって生成された回折効果を再生されません。

透過および反射型ホログラム

それを通過する光に作用するので、我々は、伝送と呼ばれる回折格子を検討しました。 格子ラインの原因は、透明板に、ミラーの表面上に存在しない場合、我々は反射回折格子を得ます。 これは、異なる色の異なる角度で光を反射します。 反射透過 - 従って、ホログラムの二つの広いクラスが存在します。 最初の反射光で観察され、そして第二 - 通過します。