Holografie Holografie je metoda záznamu a trojrozměrného vybavování obrazu, založená na interferenci vysoce koherentního světla laserů Teoretické principy.

Prezentace na téma: "Holografie Holografie je metoda záznamu a trojrozměrného vybavování obrazu, založená na interferenci vysoce koherentního světla laserů Teoretické principy."— Transkript prezentace:

1 Holografie Holografie je metoda záznamu a trojrozměrného vybavování obrazu, založená na interferenci vysoce koherentního světla laserů Teoretické principy holografie rozpracoval anglický fyzik maďarského původu Dennis Gabor ( ) a obdržel roku 1971 za vynález holografie Nobelovu cenu.

2 K výrobě hologramu (viz obrázek) je potřeba zdroj koherentního světla
(coherent light source) – např. laser. Svazek světelných paprsků z laseru se rozdělí např. polopropustným zrcadlem (beam splitter) na dva svazky. Jeden z nich, tzv. osvětlovací svazek (illumination beam) se nechá dopadat na zobrazovaný předmět. Odrazem tohoto svazku od předmětu vzniká předmětový svazek (object beam), který v sobě nese informaci nejen o rozložení intenzity světla na předmětu (to je dáno amplitudou odraženého světla), ale i o jeho trojrozměrné struktuře (dáno fází odražené světelné vlny). Předmětový svazek dále postupuje např. na fotografickou desku (photographic plate) nebo obecně na světlocitlivý materiál, který může být vlisován např. do plastové fólie. Na fotografickou desku dopadá také druhý svazek (odražený polopropustným zrcadlem), kterému se říká referenční svazek (reference beam). Na fotografické desce spolu oba koherentní svazky – předmětový a referenční – interferují. V místech, kam dopadají světelné vlny se stejnou fází, je fotografická deska nejvíce osvětlena – vznikají tzv. interferenční maxima. V místech, kam doputují vlny s opačnou fází, je osvětlení nejmenší – vznikají minima. K získání obrazu ještě nakonec potřebujeme hologram osvětlit laserovým světlem pod stejným úhlem, pod nímž na fotografickou desku dopadal referenční svazek. Difrakcí (ohybem) tohoto svazku na struktuře hologramu se vytvoří světelné pole, které odpovídá prostorovému obrazu původního předmětu.

3 Hologram vzniká při dopadu laserového světla odraženého od předmětu
na fotografickou desku. Část laserového světla dopadá na desku jako referenční svazek. Obraz se rekonstruuje osvětlením hologramu laserovým světlem. Pozorovatel vidí trojrozměrný zdánlivý obraz, který je dokonale prostorový, protože se mění podle pozorovacího úhlu. Skutečný obraz se může získat fotograficky – jako snímek obrazu zdánlivého. Přes finanční náročnost vývoje holografie, která nepřinesla očekávané výsledky, zejména v oblastech datového záznamu, se ji podařilo částečně vyvést z laboratoří do praxe. Zjednodušené verze hologramu, které svoji trojrozměrnost vyvolávají spíše pouze iluzí, se postupně také začínají využívat v běžném životě, ne pouze ve sci-fi filmech. Ochranné hologramy jsou vidět v denním světle. Často se používají na kreditních Kartách jako prevence proti padělání. Jsou nanich barevné obrazy, které vznikají použitím laserového světla tří základních barev. Každá laserová vlnová délka vytváří svůj vlastní interferenční vzor, jejichž spojením vzniká barevný obraz. Je téměř nemožné tyto hologramy napodobit, protojsou cenným ochranným znakem.

4

5

6 První hologramy, které mohly zaznamenat 3D-objekty, byly vyrobeny v roce 1962
v USA Emmettem Leithem and Jurisem Upatnieksem na Michiganské univerzitě. Ty byly nazvány transmisní hologramy, protože aby byly viděny, muselo projít laserové světlo skrz hologram a rekonstruovaný obraz musel být pozorován z druhé strany, než je zdroj. Později byly propracovány tzv. duhové hologramy, na které je možné dívat se i při použití běžného bílého světla. Tyto hologramy, které jsou obvykle zaznamenány na povrchu plastové fólie nanesené na reflexní hliníkové vrstvě (ta umožňuje, aby přišlo světlo zazadu hologramu a byl rekonstruován obraz), Ačkoliv je zatím většina hologarmů zaznamenána ve světlocitlivém materiálu, v roce 2004 výzkumníci z Cambridgeské univerzity vytvořili tzv. chytré hologramy (smart holograms). Ty jsou zaznamenané v materiálech (např. v hydrogelech), které jsou citlivé na okolní podmínky. Právě hydrogely mohou nabobtnat nebo se smrsknout v závislosti na specifických fyzikálních, chemických nebo biologických faktorech. Chytré hologramy tak mohou sloužit jako diagnostické senzory, které mají tu výhodu, že mohou podat jasný vizuální výstup. První aplikací je senzor k detekování vody v leteckém palivu. Další velké pole pro aplikace chytrých hologramů je oblast lékařské diagnostiky – např. jednoduché a spolehlivé monitorování množství cukru v krvi diabetiků.