holography-agnesh

هولوگرافی چیست؟

هولوگرافی تکنیکی است که امکان ثبت و بازسازی جبهه موج را فراهم می کند. هولوگرافی بیشتر به عنوان روشی برای تولید تصاویر سه بعدی شناخته می شود، اما کاربردهای گسترده دیگری نیز دارد. اصولا ساخت هولوگرام برای هر نوع موجی امکان پذیر است.
هولوگرام با قرار دادن یک جبهه موج دوم (که معمولاً پرتو مرجع نامیده می شود) در جبهه موج مورد نظر ساخته می شود، در نتیجه یک الگوی تداخلی ایجاد می شود که روی یک محیط فیزیکی ثبت می شود. هنگامی که فقط جبهه موج دوم الگوی تداخل را روشن می کند، برای ایجاد مجدد جبهه موج اصلی، پراش می شود. هولوگرام‌ها را می‌توان با مدل‌سازی دو جبهه موج و جمع کردن آنها با یکدیگر به صورت دیجیتالی نیز به‌صورت کامپیوتری تولید کرد. سپس تصویر دیجیتالی به دست آمده بر روی یک ماسک یا فیلم مناسب چاپ می شود و توسط منبع مناسبی برای بازسازی جبهه موج مورد نظر روشن می شود.

نمای کلی و تاریخچه هولوگرافی

overview-and-history-of-holography

فیزیکدان مجارستانی-بریتانیایی دنیس گابور جایزه نوبل فیزیک را در سال 1971 "به دلیل اختراع و توسعه روش هولوگرافیک" دریافت کرد.
کار او، که در اواخر دهه 1940 انجام شد، بر اساس کارهای پیشگامانه در زمینه میکروسکوپ اشعه ایکس توسط دانشمندان دیگری از جمله Mieczysław Wolfke در سال 1920 و ویلیام لارنس براگ در سال 1939 ساخته شد. این کشف یک نتیجه غیرمنتظره از تحقیقات برای بهبود میکروسکوپ های الکترونی در شرکت بریتانیایی تامسون-هوستون (BTH) در راگبی، انگلستان بود و این شرکت در دسامبر 1947 یک حق اختراع به ثبت رساند. اختراع این تکنیک همانطور که در ابتدا اختراع شد هنوز در میکروسکوپ الکترونی استفاده می شد، جایی که به عنوان هولوگرافی الکترونی شناخته می شود، اما هولوگرافی نوری تا زمان توسعه لیزر در سال 1960 واقعاً پیشرفت نکرد.

هولوگرام ضبط یک الگوی تداخلی است که می تواند یک میدان نوری سه بعدی را با استفاده از پراش بازتولید کند. میدان نوری بازتولید شده می‌تواند تصویری تولید کند که هنوز عمق، اختلاف منظر و سایر ویژگی‌های صحنه اصلی را دارد. هولوگرام به جای تصویری که توسط عدسی شکل می گیرد، یک عکسبرداری از میدان نور است. محیط هولوگرافیک، برای مثال جسمی که توسط یک فرآیند هولوگرافیک تولید می‌شود (که ممکن است به عنوان هولوگرام نامیده شود) معمولاً وقتی در زیر نور پراکنده محیط مشاهده می‌شود، قابل درک نیست. این کدگذاری میدان نور به عنوان الگوی تداخلی از تغییرات در کدورت، چگالی یا نمایه سطحی محیط عکاسی است. هنگامی که به طور مناسب روشن می شود، الگوی تداخل نور را به بازتولید دقیق میدان نوری اصلی منعکس می کند، و اشیایی که در آن هستند نشانه های عمق بصری مانند اختلاف منظر و پرسپکتیو را نشان می دهند که با زوایای مختلف دید به طور واقعی تغییر می کنند. یعنی مشاهده تصویر از زوایای مختلف نشان دهنده سوژه مشاهده شده از زوایای مشابه است. از این نظر، هولوگرام ها فقط توهم عمق ندارند، بلکه واقعاً تصاویر سه بعدی هستند.

توسعه لیزر اولین هولوگرام های نوری عملی را که اجسام سه بعدی را ثبت می کرد در سال 1962 توسط یوری دنیسوک در اتحاد جماهیر شوروی و توسط امت لیث و ژوریس آپاتنیکس در دانشگاه میشیگان، ایالات متحده آمریکا ساخته شد.هولوگرام های اولیه از امولسیون های عکاسی هالید نقره به عنوان رسانه ضبط استفاده می کردند. آنها بسیار کارآمد نبودند زیرا توری تولید شده بیشتر نور فرودی را جذب می کرد. روش‌های مختلفی برای تبدیل تغییر در انتقال به تغییر در ضریب شکست (معروف به "بلیچینگ") توسعه داده شد که هولوگرام‌های بسیار کارآمدتری تولید کرد.

هولوگرافی نوری برای ثبت میدان نور به نور لیزر نیاز دارد. در روزهای اولیه، هولوگرافی به لیزرهای پرقدرت و گران قیمت نیاز داشت، اما در حال حاضر، دیودهای لیزری کم هزینه تولید انبوه، مانند آنهایی که در ضبط کننده های DVD یافت می شوند و در سایر کاربردهای رایج استفاده می شوند، می توانند برای ساخت هولوگرام استفاده شوند و هولوگرافی ساخته شده اند. برای محققان کم‌هزینه، هنرمندان و سرگرمی‌های متعهد بسیار قابل دسترس‌تر است. یک سطح میکروسکوپی از جزئیات در سراسر صحنه ضبط شده می تواند بازتولید شود. با این حال، تصویر سه بعدی را می توان با نور غیر لیزری مشاهده کرد. با این حال، در عمل رایج، کاهش کیفیت تصویر برای رفع نیاز به نور لیزر برای مشاهده هولوگرام، و در برخی موارد، برای ایجاد آن انجام می شود.
پرتره هولوگرافیک اغلب به یک روش تصویربرداری میانی غیر هولوگرافیک متوسل می شود تا از لیزرهای خطرناک پالسی پرقدرت که برای "یخ زدن" اپتیکال سوژه های متحرک به همان اندازه که فرآیند ضبط هولوگرافی بسیار نیاز است، مورد نیاز است. هولوگرام‌ها اکنون می‌توانند کاملاً توسط رایانه تولید شوند تا اشیا یا صحنه‌هایی را نشان دهند که هرگز وجود نداشته‌اند. بیشتر هولوگرام‌های تولید شده از اجسام ساکن هستند، اما سیستم‌هایی برای نمایش صحنه‌های در حال تغییر روی نمایشگر حجمی هولوگرافیک در حال توسعه هستند.

هولوگرافی متمایز از عدسی شکل و دیگر فناوری‌های نمایش سه بعدی اتوسترئوسکوپی قبلی است که می‌تواند نتایج مشابهی را ایجاد کند اما بر اساس تصویربرداری از لنز معمولی است. تصاویری که به کمک عینک مخصوص یا سایر اپتیک های میانی نیاز دارند، توهمات صحنه ای مانند شبح فلفل و سایر تصاویر غیرعادی، گیج کننده یا به ظاهر جادویی اغلب به اشتباه هولوگرام نامیده می شوند.
همچنین متمایز از هولوگرافی specular است که تکنیکی برای ساخت تصاویر سه بعدی با کنترل حرکت specularities بر روی یک سطح دو بعدی است. با دستکاری بازتابی یا انکساری دسته‌های پرتوهای نور کار می‌کند، نه با استفاده از تداخل و پراش.هولوگرافی با بسیاری از انواع امواج دیگر نیز استفاده می شود.

هولوگرافی چگونه کار می کند؟

هولوگرافی تکنیکی است که به دلیل عدم وجود اشیاء اصلی، میدان نوری (که عموماً نتیجه یک منبع نور پراکنده از اجسام است) را قادر می‌سازد تا ثبت شود و بعداً زمانی که میدان نوری اصلی دیگر وجود ندارد، بازسازی شود. بخش 1  هولوگرافی را می توان تا حدودی شبیه به ضبط صدا در نظر گرفت، به موجب آن یک میدان صوتی ایجاد شده توسط مواد ارتعاشی مانند آلات موسیقی یا تارهای صوتی، به گونه‌ای کدگذاری می‌شود که می‌توان آن را بعداً، بدون حضور اصل، بازتولید کرد. ماده ارتعاشی. با این حال، حتی بیشتر شبیه به ضبط صدای Ambisonic است که در آن هر زاویه شنیداری یک میدان صوتی را می توان در بازتولید تولید کرد.

هولوگرافی لیزر

در هولوگرافی لیزری، هولوگرام با استفاده از منبع نور لیزر که رنگ آن بسیار خالص و از نظر ترکیب منظم است، ثبت می شود. تنظیمات مختلفی ممکن است مورد استفاده قرار گیرد، و انواع مختلفی از هولوگرام‌ها را می‌توان ساخت، اما همگی شامل برهمکنش نوری است که از جهات مختلف می‌آید و یک الگوی تداخل میکروسکوپی ایجاد می‌کند که یک صفحه، فیلم یا سایر رسانه‌ها به صورت عکاسی ثبت می‌کنند.

در یک آرایش رایج، پرتو لیزر به دو بخش تقسیم می شود که یکی به عنوان پرتو جسم و دیگری به عنوان پرتو مرجع شناخته می شود. پرتو جسم با عبور از یک عدسی منبسط می شود و برای روشن کردن سوژه استفاده می شود. محیط ضبط در جایی قرار دارد که این نور پس از انعکاس یا پراکنده شدن توسط سوژه به آن برخورد می کند. لبه های رسانه در نهایت به عنوان پنجره ای عمل می کنند که از طریق آن سوژه دیده می شود، بنابراین مکان آن با در نظر گرفتن این موضوع انتخاب می شود. پرتو مرجع منبسط می‌شود و طوری ساخته می‌شود که مستقیماً روی محیط بتابد، جایی که با نوری که از سوژه می‌آید تعامل می‌کند تا الگوی تداخل مورد نظر را ایجاد کند.
مانند عکاسی معمولی، هولوگرافی به زمان نوردهی مناسب نیاز دارد تا به درستی بر محیط ضبط تأثیر بگذارد. برخلاف عکاسی معمولی، در طول نوردهی، منبع نور، عناصر نوری، محیط ضبط و سوژه باید نسبت به یکدیگر تا حدود یک چهارم طول موج نور بدون حرکت بمانند، در غیر این صورت الگوی تداخل تار خواهد شد. و هولوگرام خراب شد در مورد سوژه های زنده و برخی مواد ناپایدار، این تنها در صورت استفاده از یک پالس بسیار شدید و بسیار کوتاه نور لیزر امکان پذیر است، روشی خطرناک که به ندرت خارج از محیط های آزمایشگاهی علمی و صنعتی انجام می شود. نوردهی‌هایی که از چند ثانیه تا چند دقیقه طول می‌کشد، با استفاده از لیزری با کارکرد مداوم با توان بسیار پایین‌تر، معمولی هستند.

دستگاه هولوگرام

هولوگرام را می توان با تابش بخشی از پرتو نور به طور مستقیم به محیط ضبط، و قسمت دیگر به جسم به گونه ای ایجاد کرد که مقداری از نور پراکنده شده بر روی محیط ضبط بیفتد. آرایش انعطاف پذیرتر برای ثبت هولوگرام مستلزم آن است که پرتو لیزر از طریق یک سری عناصر هدایت شود که آن را به روش های مختلف تغییر می دهند. اولین عنصر یک تقسیم کننده پرتو است که پرتو را به دو تیر یکسان تقسیم می کند که هر کدام در جهات مختلف هدف قرار می گیرند: یک پرتو (معروف به "روشنایی" یا "پرتو شی") با استفاده از لنزها پخش می شود و با استفاده از آینه ها به صحنه هدایت می شود. مقداری از نور پراکنده (بازتاب شده) از صحنه سپس روی محیط ضبط پدیدار می شود.پرتو دوم (معروف به "پرتو مرجع") نیز از طریق استفاده از لنزها پخش می شود، اما به گونه ای هدایت می شود که با صحنه تماس پیدا نکند و در عوض مستقیماً روی محیط ضبط حرکت می کند.
چندین ماده مختلف را می توان به عنوان رسانه ضبط استفاده کرد. یکی از رایج ترین فیلم ها، فیلمی است که بسیار شبیه به فیلم عکاسی (امولسیون عکاسی هالید نقره) است، اما با غلظت بسیار بالاتری از دانه های واکنش پذیر به نور، که آن را قادر به وضوح بسیار بالاتری می کند که هولوگرام ها نیاز دارند. لایه ای از این محیط ضبط (به عنوان مثال، هالید نقره) به یک بستر شفاف، که معمولاً شیشه ای است، اما ممکن است پلاستیکی نیز باشد، متصل می شود.

چندین ماده مختلف را می توان به عنوان رسانه ضبط استفاده کرد. یکی از رایج ترین فیلم ها، فیلمی است که بسیار شبیه به فیلم عکاسی (امولسیون عکاسی هالید نقره) است، اما با غلظت بسیار بالاتری از دانه های واکنش پذیر به نور، که آن را قادر به وضوح بسیار بالاتری می کند که هولوگرام ها نیاز دارند. لایه ای از این محیط ضبط (به عنوان مثال، هالید نقره) به یک بستر شفاف، که معمولاً شیشه ای است، اما ممکن است پلاستیکی نیز باشد، متصل می شود.

روند هولوگرام

هنگامی که دو پرتو لیزر به محیط ضبط می‌رسند، امواج نور آنها با یکدیگر تداخل پیدا می‌کنند. این الگوی تداخل است که بر روی رسانه ضبط نقش بسته است. خود این الگو به ظاهر تصادفی است، زیرا نشان دهنده نحوه تداخل نور صحنه با منبع نور اصلی است – اما خود منبع نور اصلی نیست. الگوی تداخل را می توان یک نسخه رمزگذاری شده از صحنه در نظر گرفت که برای مشاهده محتویات آن به یک کلید خاص - منبع نور اصلی - نیاز دارد.
این کلید گم شده بعداً با تاباندن لیزری مشابه لیزری که برای ضبط هولوگرام استفاده می‌شود، روی فیلم توسعه‌یافته ارائه می‌شود. هنگامی که این پرتو هولوگرام را روشن می کند، توسط الگوی سطح هولوگرام پراش می شود. این یک میدان نوری مشابه با میدانی تولید می‌کند که در ابتدا توسط صحنه تولید شده و روی هولوگرام پراکنده شده است.

مقایسه با عکاسی

هولوگرافی ممکن است از طریق بررسی تفاوت های آن با عکاسی معمولی بهتر درک شود:هولوگرام نشان دهنده ثبت اطلاعات مربوط به نوری است که از صحنه اصلی به عنوان پراکنده در طیفی از جهات به جای تنها از یک جهت، مانند یک عکس، منتشر شده است. این اجازه می دهد تا صحنه را از طیف وسیعی از زوایای مختلف مشاهده کنید، به گونه ای که گویی هنوز وجود دارد.
یک عکس را می توان با استفاده از منابع نور معمولی (نور خورشید یا روشنایی الکتریکی) ثبت کرد در حالی که برای ضبط هولوگرام به لیزر نیاز است.در عکاسی برای ثبت تصویر به لنز نیاز است، در حالی که در هولوگرافی، نور جسم مستقیماً روی محیط ضبط پخش می شود.یک ضبط هولوگرافیک نیاز به یک پرتو نور دوم (پرتو مرجع) دارد تا به محیط ضبط هدایت شود.یک عکس را می توان در طیف وسیعی از شرایط نوری مشاهده کرد، در حالی که هولوگرام ها را فقط می توان با اشکال بسیار خاصی از نور مشاهده کرد.

وقتی یک عکس به نصف بریده می شود، هر قطعه نیمی از صحنه را نشان می دهد. هنگامی که یک هولوگرام به نصف بریده می شود، کل صحنه همچنان در هر قطعه دیده می شود. این به این دلیل است که، در حالی که هر نقطه در یک عکس فقط نشان دهنده نور پراکنده از یک نقطه در صحنه است، هر نقطه در یک ضبط هولوگرافیک شامل اطلاعاتی در مورد نور پراکنده شده از هر نقطه در صحنه است. می توان آن را به عنوان مشاهده یک خیابان در خارج از خانه از طریق یک پنجره 120 × 120 سانتی متری (4 فوت × 4 فوت) و سپس از طریق یک پنجره 60 × 120 سانتی متری (2 فوت × 4 فوت) در نظر گرفت. می توان همه چیزهای مشابه را از طریق پنجره کوچکتر مشاهده کرد (با حرکت دادن سر برای تغییر زاویه دید)، اما بیننده می تواند در یک پنجره 120 سانتی متری (4 فوت) موارد بیشتری را ببیند.

عکس یک نمایش دو بعدی است که فقط می تواند یک جلوه سه بعدی ابتدایی را بازتولید کند، در حالی که محدوده دید بازتولید شده یک هولوگرام نشانه های درک عمق بیشتری را که در صحنه اصلی وجود داشت اضافه می کند. این نشانه‌ها توسط مغز انسان تشخیص داده می‌شوند و به همان درک تصویری سه‌بعدی تبدیل می‌شوند که ممکن است صحنه اصلی مشاهده شده باشد.
یک عکس به وضوح میدان نور صحنه اصلی را ترسیم می کند. سطح هولوگرام توسعه‌یافته از یک الگوی بسیار ظریف و به ظاهر تصادفی تشکیل شده است که به نظر می‌رسد هیچ ارتباطی با صحنه‌ای که ضبط کرده است ندارد.

فیزیک هولوگرافی

برای درک بهتر فرآیند، درک تداخل و پراش ضروری است. تداخل زمانی رخ می دهد که یک یا چند جبهه موج روی هم قرار گیرند. پراش زمانی اتفاق می افتد که یک جبهه موج با یک جسم مواجه می شود. فرآیند تولید یک بازسازی هولوگرافیک در زیر صرفاً از نظر تداخل و پراش توضیح داده شده است. تا حدودی ساده شده است اما به اندازه کافی دقیق است تا درک درستی از نحوه عملکرد فرآیند هولوگرافی ارائه دهد.برای کسانی که با این مفاهیم آشنا نیستند، ارزش آن را دارد که قبل از مطالعه بیشتر در این مقاله، آن مقالات را مطالعه کنند.

جبهه موج های صفحه ای

توری پراش ساختاری با الگوی تکرار شونده است. یک مثال ساده یک صفحه فلزی با شکاف هایی است که در فواصل منظم بریده شده اند. یک موج نوری که روی یک توری تابیده می شود به چند موج تقسیم می شود. جهت این امواج پراش شده با فاصله توری و طول موج نور تعیین می شود.
یک هولوگرام ساده را می توان با قرار دادن دو موج صفحه از یک منبع نور بر روی یک محیط ضبط هولوگرافیک ایجاد کرد. این دو موج با هم تداخل پیدا می‌کنند و یک الگوی حاشیه‌ای خطی ایجاد می‌کنند که شدت آن به صورت سینوسی در سراسر محیط متفاوت است. فاصله الگوی حاشیه با زاویه بین دو موج و طول موج نور تعیین می شود.
الگوی نور ثبت شده یک توری پراش است. هنگامی که تنها توسط یکی از امواجی که برای ایجاد آن استفاده شده است روشن می شود، می توان نشان داد که یکی از امواج پراکنده در همان زاویه ای که موج دوم در ابتدا تابیده شده بود، ظاهر می شود، به طوری که موج دوم "بازسازی" شده است. بنابراین، الگوی نور ثبت شده یک ضبط هولوگرافیک است که ab تعریف شده منابع نقطه ای است.

صفحه ناحیه سینوسی

اگر محیط ضبط با یک منبع نقطه ای و یک موج صفحه معمولی فرود روشن شود، الگوی حاصل یک صفحه ناحیه سینوسی است که به عنوان یک عدسی فرنل منفی عمل می کند که فاصله کانونی آن برابر با جدایی منبع نقطه و صفحه ضبط است. هنگامی که یک جبهه موج صفحه یک عدسی منفی را روشن می کند، به موجی منبسط می شود که به نظر می رسد از نقطه کانونی عدسی واگرا می شود. بنابراین، هنگامی که الگوی ثبت شده با موج صفحه اصلی روشن می شود، مقداری از نور به یک پرتو واگرا معادل با موج کروی اصلی پراکنده می شود. یک ضبط هولوگرافیک از منبع نقطه ایجاد شده است.هنگامی که موج صفحه در زمان ضبط با یک زاویه غیر عادی برخورد می کند، الگوی تشکیل شده پیچیده تر است، اما اگر در زاویه اصلی روشن شود همچنان به عنوان یک عدسی منفی عمل می کند.

اشیاء پیچیده

برای ثبت هولوگرام یک جسم پیچیده، ابتدا یک پرتو لیزر به دو پرتو نور تقسیم می شود. یک پرتو جسم را روشن می کند و سپس نور را روی محیط ضبط پخش می کند. بر اساس تئوری پراش، هر نقطه در جسم به عنوان منبع نقطه ای نور عمل می کند، بنابراین می توان محیط ضبط را با مجموعه ای از منابع نقطه ای که در فواصل مختلف از محیط قرار دارند، روشن کرد. پرتو دوم (مرجع) محیط ضبط را مستقیماً روشن می کند. هر موج منبع نقطه ای با پرتو مرجع تداخل می کند و صفحه ناحیه سینوسی خود را در محیط ضبط ایجاد می کند. الگوی به دست آمده مجموع همه این "صفحات منطقه" است، که با هم ترکیب می شوند و یک الگوی تصادفی (لکه ای) ایجاد می کنند.
هنگامی که هولوگرام توسط پرتو مرجع اصلی روشن می شود، هر یک از صفحات ناحیه منفرد موج جسمی را که آن را تولید کرده است بازسازی می کند و این جبهه موج های مجزا برای بازسازی کل پرتو جسم ترکیب می شوند. بیننده جبهه موجی را می بیند که با جبهه موجی که از جسم روی محیط ضبط پراکنده شده است، یکسان است، به طوری که به نظر می رسد که جسم همچنان در جای خود است حتی اگر برداشته شده باشد.

برنامه ای کاربردی برای هنر

در اوایل، هنرمندان پتانسیل هولوگرافی را به عنوان یک رسانه دیدند و برای خلق آثار خود به آزمایشگاه های علمی دسترسی پیدا کردند. هنر هولوگرافی اغلب نتیجه همکاری بین دانشمندان و هنرمندان است، اگرچه برخی از هولوگرافیک ها خود را هم هنرمند و هم دانشمند می دانند.
سالوادور دالی ادعا کرد که اولین کسی است که هولوگرافی را به صورت هنری به کار گرفته است. او قطعا اولین و شناخته شده ترین سوررئالیستی بود که این کار را انجام داد، اما نمایشگاه هولوگرام های دالی در نیویورک در سال 1972 با نمایشگاه هنر هولوگرافیک که در آکادمی هنر کرنبروک در میشیگان در سال 1968 برگزار شد و نمایشگاهی در گالری کالج فینچ در نیویورک در سال 1970، که توجه رسانه ملی را به خود جلب کرد. در بریتانیا، مارگارت بنیون استفاده از هولوگرافی را به عنوان یک رسانه هنری در اواخر دهه 1960 آغاز کرد و در سال 1969 یک نمایشگاه انفرادی در گالری هنری دانشگاه ناتینگهام داشت. این در سال 1970 با نمایش انفرادی در گالری لیسون در لندن دنبال شد که به عنوان "اولین نمایشگاه هولوگرام ها و نقاشی های استریوسکوپی لندن" نامگذاری شد.

در طول دهه 1970، تعدادی استودیو و مدرسه هنری تأسیس شد که هر کدام رویکرد خاصی به هولوگرافی داشتند. شایان ذکر است، مدرسه هولوگرافی سانفرانسیسکو توسط لوید کراس تأسیس شد، موزه هولوگرافی در نیویورک که توسط رزماری (پوسی) اچ جکسون تأسیس شد، کالج سلطنتی هنر در لندن و سمپوزیوم‌های کالج Lake Forest که توسط تونگ جونگ سازماندهی شد. هیچ یک از این استودیوها هنوز وجود ندارند. با این حال، مرکز هنرهای هولوگرافیک درنیویورک و مرکز HOLO در سئول وجود دارد که به هنرمندان مکانی برای خلق و نمایش آثار ارائه می دهد.
در طول دهه 1980، بسیاری از هنرمندانی که با هولوگرافی کار می کردند به انتشار این به اصطلاح "رسانه جدید" در دنیای هنر کمک کردند، مانند هریت کاسدین-سیلور از ایالات متحده، دیتر یونگ از آلمان، و مویسس بامشتاین از برزیل، هر کدام. کسی که به دنبال یک "زبان" مناسب برای استفاده با کار سه بعدی است، و از بازتولید هولوگرافیک ساده یک مجسمه یا شی اجتناب می کند. به عنوان مثال، در برزیل، بسیاری از شاعران ملموس (آگوستو دکامپوس، دسیو پیگناتاری، خولیو پلازا و خوزه واگنر گارسیا، مرتبط با مویس بامشتاین) در هولوگرافی راهی برای بیان خود و تجدید شعر بتن یافتند.
گروه کوچک اما فعالی از هنرمندان هنوز عناصر هولوگرافیک را در کار خود ادغام می کنند.برخی از آنها با تکنیک های جدید هولوگرافی مرتبط هستند. به عنوان مثال، هنرمند مت برنداز طراحی آینه محاسباتی برای حذف اعوجاج تصویر از هولوگرافی چشمگیر استفاده کرد.موزه MIT و جاناتان راس هر دو مجموعه‌های گسترده‌ای از هولوگرافی و کاتالوگ‌های آنلاین هولوگرام‌های هنری دارند.

ذخیره سازی داده ها

ذخیره سازی اطلاعات هولوگرافیک تکنیکی است که می تواند اطلاعات را با چگالی بالا در داخل کریستال ها یا فوتوپلیمرها ذخیره کند. توانایی ذخیره مقادیر زیادی از اطلاعات در نوعی رسانه از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا بسیاری از محصولات الکترونیکی دارای دستگاه های ذخیره سازی هستند. از آنجایی که تکنیک‌های ذخیره‌سازی کنونی مانند دیسک‌های بلوری به مرز چگالی داده‌های ممکن (به دلیل اندازه محدود پراش پرتوهای نوشتاری) می‌رسند، ذخیره‌سازی هولوگرافیک این پتانسیل را دارد که به نسل بعدی رسانه‌های ذخیره‌سازی محبوب تبدیل شود. مزیت این نوع ذخیره سازی داده این است که به جای استفاده از سطح، از حجم رسانه ضبط استفاده می شود. SLM های موجود در حال حاضر می توانند حدود 1000 تصویر مختلف در ثانیه با وضوح 1024×1024 بیت تولید کنند. با نوع مناسب رسانه احتمالاً پلیمرها به جای چیزی شبیه (LiNbO3)این سرعت نوشتن تقریباً یک گیگابیت در ثانیه را به همراه خواهد داشت. خواندن ترابیت در ثانیه امکان پذیر است.

در سال 2005، شرکت هایی مانند Optware و Maxell یک دیسک 120 میلی متری تولید کردند که از یک لایه هولوگرافیک برای ذخیره داده ها در 3.9 ترابایت بالقوه استفاده می کند، فرمتی به نام Holographic Versatile Disc. تا سپتامبر 2014، هیچ محصول تجاری منتشر نشده است.

شرکت دیگری، InPhase Technologies، در حال توسعه یک قالب رقابتی بود، اما در سال 2011 ورشکست شد و تمام دارایی های آن به Akonia Holographics، LLC فروخته شد.
در حالی که بسیاری از مدل‌های ذخیره‌سازی داده‌های هولوگرافیک از ذخیره‌سازی «مبتنی بر صفحه» استفاده می‌کنند، جایی که هر هولوگرام ثبت‌شده مقدار زیادی داده را در خود نگه می‌دارد، تحقیقات جدیدتر در مورد استفاده از «میکروهولوگرام‌های» با اندازه زیر میکرومتر منجر به چندین راه‌حل بالقوه ذخیره‌سازی داده‌های نوری سه بعدی شده است. در حالی که این رویکرد برای ذخیره سازی داده ها نمی تواند به نرخ بالای داده ذخیره سازی مبتنی بر صفحه دست یابد، تحمل ها، موانع تکنولوژیکی و هزینه تولید یک محصول تجاری به طور قابل توجهی کمتر است.

هولوگرافی پویا

در هولوگرافی استاتیک، ضبط، توسعه و بازسازی به صورت متوالی اتفاق می افتد و یک هولوگرام دائمی تولید می شود.همچنین مواد هولوگرافیک وجود دارد که نیازی به فرآیند توسعه ندارند و می توانند هولوگرام را در زمان بسیار کوتاهی ضبط کنند. این به شخص اجازه می دهد تا از هولوگرافی برای انجام برخی از عملیات ساده به روش تمام نوری استفاده کند. نمونه‌هایی از کاربردهای این هولوگرام‌های بلادرنگ عبارتند از آینه‌های مزدوج فاز ("برگشت زمان" نور)، حافظه‌های پنهان نوری، پردازش تصویر (تشخیص الگوی تصاویر با زمان متغیر)، و محاسبات نوری.

مقدار اطلاعات پردازش شده می تواند بسیار زیاد باشد (ترابیت/ثانیه)، زیرا عملیات به صورت موازی روی یک تصویر کامل انجام می شود. این امر جبران کننده این واقعیت است که زمان ضبط، که به ترتیب میکروثانیه است، در مقایسه با زمان پردازش یک کامپیوتر الکترونیکی هنوز بسیار طولانی است. پردازش نوری انجام شده توسط هولوگرام پویا نیز بسیار کمتر از پردازش الکترونیکی انعطاف پذیر است. از یک طرف، باید این عملیات را همیشه روی کل تصویر انجام داد، و از طرف دیگر، عملیاتی که یک هولوگرام می تواند انجام دهد اساساً یا ضرب یا صرف فاز است. در اپتیک، جمع و تبدیل فوریه به راحتی در مواد خطی انجام می شود، دومی به سادگی توسط یک عدسی. این برخی از برنامه‌ها را فعال می‌کند، مانند دستگاهی که تصاویر را به روشی نوری مقایسه می‌کند.

جستجوی مواد نوری غیرخطی جدید برای هولوگرافی پویا یک حوزه فعال تحقیقاتی است. متداول ترین مواد کریستال های انکسار نوری هستند، اما در نیمه هادی ها یا ساختارهای ناهمسان نیمه هادی (مانند چاه های کوانتومی)، بخارات و گازهای اتمی، پلاسما و حتی مایعات، امکان تولید هولوگرام وجود داشت.
یکی از کاربردهای امیدوارکننده، کونژوگه فاز نوری است. این اجازه می دهد تا اعوجاج های جبهه موج را که یک پرتو نور هنگام عبور از یک محیط انحرافی دریافت می کند، با فرستادن آن از طریق همان محیط انحرافی با فاز مزدوج، حذف کند. برای مثال در ارتباطات نوری در فضای آزاد برای جبران تلاطم جوی (پدیده ای که باعث چشمک زدن نور ستاره ها می شود) مفید است.
استفاده علاقمندان Peace Within Reach هولوگرام Denisyuk DCG توسط آماتور دیو باتین از آغاز هولوگرافی، آزمایشگران آماتور کاربردهای آن را بررسی کرده اند.

در سال 1971، لوید کراس مدرسه هولوگرافی سانفرانسیسکو را افتتاح کرد و به آماتورها آموزش داد که چگونه هولوگرام بسازند تنها با استفاده از یک لیزر هلیوم نئون کوچک (معمولاً 5 مگاوات) و تجهیزات ارزان قیمت خانگی. قرار بود هولوگرافی به یک میز نوری فلزی بسیار گران قیمت نیاز داشته باشد تا تمام عناصر درگیر را در جای خود قفل کند و هرگونه لرزشی را که می تواند حاشیه های تداخلی را محو کند و هولوگرام را خراب کند، خنثی کند. جایگزین خانگی کراس یک جعبه شنی ساخته شده از یک دیوار حائل بلوک خاکستری بر روی پایه تخته سه لا، روی پشته‌های لاستیک‌های قدیمی برای جداسازی آن از لرزش زمین و پر از ماسه‌ای بود که برای حذف گرد و غبار شسته شده بود. لیزر به طور ایمن در بالای دیوار بلوک سیندر نصب شده بود. آینه‌ها و عدسی‌های ساده‌ای که برای هدایت، شکافتن و انبساط پرتو لیزر مورد نیاز بود، روی لوله‌های پی‌وی‌سی با طول‌های کوتاه چسبانده شد که در محل‌های مورد نظر به ماسه چسبانده شدند. سوژه و نگهدارنده صفحه عکاسی به طور مشابه در جعبه شنی پشتیبانی می شدند. هولوگراف نور اتاق را خاموش کرد، پرتو لیزر را در نزدیکی منبع خود با استفاده از یک شاتر کوچک کنترل شده با رله مسدود کرد، صفحه ای را در نگهدارنده در تاریکی قرار داد، اتاق را ترک کرد، چند دقیقه صبر کرد تا همه چیز حل شود، سپس نوردهی را انجام داد. با استفاده از راه دور شاتر لیزری.

بسیاری از این هولوگراف ها به تولید هولوگرام های هنری ادامه دادند. در سال 1983، فرد Unterseher، یکی از بنیانگذاران مدرسه هولوگرافی سانفرانسیسکو و یک هنرمند مشهور هولوگرافیک، کتاب راهنمای هولوگرافی را منتشر کرد که یک راهنمای آسان برای ساخت هولوگرام در خانه است. این امر موج جدیدی از هولوگراف ها را به وجود آورد و روش های ساده ای را برای استفاده از مواد ضبط کننده هالید نقره موجود در آن زمان AGFA ارائه کرد.

در سال 2000، فرانک دیفریتاس کتاب هولوگرافی باکس کفش را منتشر کرد و استفاده از نشانگرهای لیزری ارزان قیمت را به علاقمندان بی شماری معرفی کرد. برای سال‌ها فرض بر این بود که برخی از ویژگی‌های دیودهای لیزر نیمه‌رسانا آنها را عملاً برای ایجاد هولوگرام بی‌فایده می‌سازد، اما زمانی که در نهایت در آزمایش عملی قرار گرفتند، مشخص شد که این نه تنها نادرست است، بلکه برخی واقعاً طول انسجام بسیار بیشتر از لیزرهای گاز هلیوم-نئون سنتی را ارائه می دهد. این یک پیشرفت بسیار مهم برای آماتورها بود، زیرا قیمت دیودهای لیزر قرمز از صدها دلار در اوایل دهه 1980 به حدود 5 دلار پس از ورود آنها به بازار انبوه به عنوان جزئی از پخش کننده های DVD در اواخر دهه 1990 کاهش یافت. اکنون هزاران هولوگراف آماتور در سراسر جهان وجود دارد.

در اواخر سال 2000، کیت های هولوگرافی با دیودهای اشاره گر لیزری ارزان قیمت وارد بازار مصرف کننده اصلی شد. این کیت‌ها دانش‌آموزان، معلمان و علاقمندان را قادر می‌سازد تا چندین نوع هولوگرام بدون تجهیزات تخصصی بسازند و تا سال 2005 به اقلام هدیه محبوب تبدیل شدند. معرفی کیت های هولوگرافی با صفحات خود توسعه در سال 2003 این امکان را برای علاقه مندان به ایجاد هولوگرام بدون زحمت پردازش شیمیایی مرطوب فراهم کرد.

در سال 2006، تعداد زیادی از لیزرهای سبز رنگ با کیفیت هولوگرافی Coherent C315 در دسترس قرار گرفت و هولوگرافی ژلاتین دی کروم D CG را در دسترس هولوگراف آماتور قرار داد. جامعه هولوگرافی از حساسیت شگفت انگیز DCG به نور سبز شگفت زده شد. فرض بر این بود که این حساسیت بیهوده اندک یا وجود ندارد. جف بلیت با فرمول G307 DCG برای افزایش سرعت و حساسیت به این لیزرهای جدید پاسخ داد.

کداک و آگفا، تامین کنندگان اصلی قبلی صفحات و فیلم هالید نقره با کیفیت هولوگرافی، دیگر در بازار نیستند. در حالی که سایر تولیدکنندگان به پر کردن جای خالی کمک کرده اند، بسیاری از آماتورها اکنون مواد خود را می سازند. فرمول های مورد علاقه عبارتند از ژلاتین دی کرومات، ژلاتین دی کرومدار حساس شده به متیلن-آبی و آماده سازی هالید نقره با روش انتشار. جف بلیت روشهای بسیار دقیقی را برای ساخت اینها در یک آزمایشگاه یا گاراژ کوچک منتشر کرده است.گروه کوچکی از آماتورها حتی در حال ساخت لیزرهای پالسی خود هستند تا هولوگرام هایی از سوژه های زنده و سایر اجسام ناپایدار یا متحرک بسازند.

تداخل سنجی هولوگرافیک

تداخل سنجی هولوگرافیک HI تکنیکی است که جابجایی های ایستا و دینامیکی اجسام با سطوح ناهموار نوری را قادر می سازد تا با دقت تداخل سنجی نوری (یعنی به کسری از طول موج نور) اندازه گیری شوند.همچنین می‌توان از آن برای تشخیص تغییرات طول مسیر نوری در رسانه‌های شفاف استفاده کرد، که به عنوان مثال، جریان سیال را قادر می‌سازد تا تجسم و تجزیه و تحلیل شود. همچنین می‌توان از آن برای تولید خطوطی که شکل سطح یا نواحی ایزودوز را در دزیمتری تابش نشان می‌دهند، استفاده کرد.به طور گسترده ای برای اندازه گیری تنش، کرنش و ارتعاش در سازه های مهندسی استفاده شده است

میکروسکوپ تداخل سنجی

هولوگرام اطلاعات مربوط به دامنه و فاز میدان را حفظ می کند. چندین هولوگرام ممکن است اطلاعات مربوط به توزیع یکسان نور را که به جهات مختلف ساطع می شود، حفظ کنند. تجزیه و تحلیل عددی چنین هولوگرام هایی به فرد امکان تقلید دیافراگم عددی بزرگ را می دهد که به نوبه خود، وضوح میکروسکوپ نوری را افزایش می دهد. روش مربوطه را میکروسکوپ تداخل سنجی می نامند. دستاوردهای اخیر میکروسکوپ تداخل سنجی این امکان را برای فرد فراهم می کند که به حد ربع طول موج تفکیک نزدیک شود.

هولوگرافی

پاسخ دهید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. قسمتهای مورد نیاز علامت گذاری شده اند *