Wie bilden Hologramme dreidimensionale Bilder?

Wenn Sie Geld, einen Führerschein oder Kreditkarten bei sich haben, tragen Sie Hologramme mit sich herum. Das Taubenhologramm auf einer Visa-Karte ist möglicherweise das bekannteste. Der regenbogenfarbene Vogel ändert seine Farbe und scheint sich zu bewegen, wenn Sie die Karte neigen. Im Gegensatz zu einem Vogel auf einem traditionellen Foto ist ein holographischer Vogel ein dreidimensionales Bild. Hologramme entstehen durch Interferenz von Lichtstrahlen von a Laser-.

Hologramme werden unter Verwendung von Lasern hergestellt, weil Laserlicht "kohärent" ist. Was dies bedeutet ist, dass alle Photonen von Laserlicht haben genau das gleiche Frequenz und Phasendifferenz. Durch Aufteilen eines Laserstrahls werden zwei Strahlen erzeugt, die dieselbe Farbe haben (monochromatisch). Im Gegensatz, regelmäßiges weißes Licht besteht aus vielen verschiedenen Lichtfrequenzen. Wenn weißes Licht ist gebeugtDie Frequenzen teilen sich, um einen Regenbogen von Farben zu bilden.

Im konventionelle Fotografie, das Licht von einem Objekt reflektiert trifft auf einen Filmstreifen, der eine Chemikalie (d. h. Silberbromid) enthält, die auf Licht reagiert. Dies erzeugt eine zweidimensionale Darstellung des Subjekts. Ein Hologramm bildet wegen Licht ein dreidimensionales Bild Interferenzmuster aufgezeichnet werden, nicht nur reflektiertes Licht. Um dies zu erreichen, wird ein Laserstrahl in zwei Strahlen aufgeteilt, die durch Linsen gehen, um sie zu erweitern. Ein Strahl (der Referenzstrahl) wird auf einen kontrastreichen Film gerichtet. Der andere Strahl ist auf das Objekt gerichtet (der Objektstrahl). Das Licht des Objektstrahls wird vom Motiv des Hologramms gestreut. Ein Teil dieses gestreuten Lichts geht in Richtung des fotografischen Films. Das vom Objektstrahl gestreute Licht ist mit dem Referenzstrahl phasenverschoben. Wenn die beiden Strahlen zusammenwirken, bilden sie ein Interferenzmuster.

Das vom Film aufgezeichnete Interferenzmuster codiert ein dreidimensionales Muster, da der Abstand von einem beliebigen Punkt auf dem Objekt die Phase des gestreuten Lichts beeinflusst. Es gibt jedoch eine Grenze dafür, wie "dreidimensional" ein Hologramm erscheinen kann. Dies liegt daran, dass der Objektstrahl sein Ziel nur aus einer einzigen Richtung trifft. Mit anderen Worten, das Hologramm zeigt nur die Perspektive aus der Sicht des Objektstrahls an. Während sich ein Hologramm je nach Betrachtungswinkel ändert, können Sie nicht hinter das Objekt sehen.

Ein Hologrammbild ist ein Interferenzmuster, das wie zufälliges Rauschen aussieht, wenn es nicht unter der richtigen Beleuchtung betrachtet wird. Die Magie entsteht, wenn eine holographische Platte mit demselben Laserstrahl beleuchtet wird, mit dem sie aufgenommen wurde. Wenn eine andere Laserfrequenz oder eine andere Art von Licht verwendet wird, stimmt das rekonstruierte Bild nicht genau mit dem Original überein. Die häufigsten Hologramme sind jedoch in weißem Licht sichtbar. Dies sind Volumenhologramme vom Reflexionstyp und Regenbogenhologramme. Hologramme, die bei normalem Licht betrachtet werden können, erfordern eine spezielle Verarbeitung. Im Fall eines Regenbogenhologramms wird ein Standardübertragungshologramm unter Verwendung eines horizontalen Schlitzes kopiert. Dadurch bleibt die Parallaxe in einer Richtung erhalten (damit sich die Perspektive bewegen kann), es entsteht jedoch eine Farbverschiebung in die andere Richtung.

Der Nobelpreis für Physik von 1971 wurde an den ungarisch-britischen Wissenschaftler Dennis Gabor "für seine Erfindung und Entwicklung der holographischen Methode" verliehen. Ursprünglich war die Holographie eine Technik zur Verbesserung von Elektronenmikroskopen. Die optische Holographie nahm erst mit der Erfindung des Lasers im Jahr 1960 Fahrt auf. Obwohl Hologramme in der Kunst sofort beliebt waren, blieben die praktischen Anwendungen der optischen Holographie bis in die 1980er Jahre zurück. Heutzutage werden Hologramme für Datenspeicherung, optische Kommunikation, Interferometrie in Technik und Mikroskopie, Sicherheit und holographisches Scannen verwendet.

• Wenn Sie ein Hologramm in zwei Hälften schneiden, enthält jedes Stück immer noch ein Bild des gesamten Objekts. Wenn Sie dagegen ein Foto halbieren, geht die Hälfte der Informationen verloren.
• Eine Möglichkeit, ein Hologramm zu kopieren, besteht darin, es mit einem Laserstrahl zu beleuchten und eine neue Fotoplatte so zu platzieren, dass sie Licht vom Hologramm und vom Originalstrahl empfängt. Im Wesentlichen verhält sich das Hologramm wie das ursprüngliche Objekt.
• Eine andere Möglichkeit, ein Hologramm zu kopieren, besteht darin, es mit dem Originalbild zu prägen. Dies funktioniert ähnlich wie Aufzeichnungen aus Audioaufnahmen. Das Prägeverfahren wird zur Massenproduktion eingesetzt.