Holograafia
Holograafiaonoptikavaldkond,optiline menetlus esemeist ruumilise kujutise saamiseks. Täpsemalt on see laservalguse kasutamisel põhinev interferentsmenetlus esemeist ruumiliste kujutiste saamiseks ja salvestamiseks.
Hologrammkujutab endastfaasiplaati,kus erinevalt tavalisestfotoston lisaks valgusväljaintensiivsuselejäädvustatud kafaasiinfo.[1]
Ajalugu
[muuda|muuda lähteteksti]Holograafilise meetodi leiutasGábor Dénes1947. aastal[2].Ta tuli hologrammi ideele, kui üritas parandadaelektronmikroskoobipildi kvaliteeti. Sel ajal ei olnud veel leiutatudlaseritjakoherentsetevalgusallikate puuduses oli hologrammide valmistaminevalguseoptilises piirkonnas raskendatud. Dénes katsetaselavhõbelambiga,kuid selle väikese koherentsuse tõttu suutis ta salvestada vaid kuni sentimeetrise läbimõõduga hologramme, mida sai taasesitada ainult punkthaaval. Optiliste hologrammide tehnoloogia täienes kiiresti pärast laseri leiutamist 1960. aastal. Panuse eest holograafia leiutamisse pälvis Gábor Dénes 1971. aastal kaNobeli auhinna.[3]
Tööpõhimõte
[muuda|muuda lähteteksti]
Tavalises fotos on salvestatud vaid esemelt tulnud valgusekiiritustihedus.Seega ei ole foto vaatlemisel tekkiv valgusväli identne esialgselt esemelt tulnud valgusväljaga: kaduma on läinud info eri suundadest tulnud valguskiirtefaasivahekohta. Hologrammis on salvestatud lisaks kiiritustihedusele ka faasiinfo ning kujutise taastekitamisel tekkiv valgusväli on identne salvestamisel esemelt tulnud valgusväljaga. Seega tundubki vaatlejale kujutis kolmemõõtmelisena.[1]
Faasiinfo salvestamiseks kasutatakseinterferentsinähtust. Ruumiliselt koherentne valguskimp jagatakse kaheks, näiteks poolläbilaskva plaadiga. Osa valgusest langeb otse salvestavale elemendile (edaspidifotoplaat) – nimetagem seda võrdluskimbuks, teine osa esmalt hajub ja peegeldub kujutatavalt objektilt ning alles seejärel langeb salvestavale meediumile – nimetagem seda esemekimbuks. Võrdluskimp ja esemekimp interfereeruvad ning interferentspilt salvestub fotoplaadil. Kuna interferentsipildi intensiivsus sõltub langenud kiirte faasivahest, salvestab ta endasse lisaks infole kimpude intensiivsuse kohta ka info faasi kohta.[1]
Salvestatud kujutise taastekitamiseks tuleb hologrammi valgustada võrdluskimbuga identse valgusega. Plaati läbinud valgusdifrageerubja tekib kaks kujutist: näiline kujutis seal, kus salvestamise ajal oli ese, ning tõeline kujutis teisel pool plaati.[1]
Olukorra selgitamiseks vaadelgempunktvalgusallikahologrammi. Oletagem, et võrdluskimp langeb fotoplaadile normaalisihiliselt ning eseme mõõtmed on tühised ehk temalt hajunud valguselainefrondidonkontsentrilised sfäärid.Sel juhul on interferentsipildiksFresneli tsoonidja fotoplaat muutubFresneli tsooniplaadiks. Taasvalgustamisel toimib tsooniplaat nagulääts,fokuseerides valguse ühte punkti, mis ongi meie eseme tõeline kujutis. Tekib ka näiline kujutis samale kohale, kus ese hologrammi salvestamisel asus.[1]
Keerukamaid esemeid võib vaadelda koosnevana punktesemetest. Seega on nende valgusväli punktallikate valgusväljade summa ning lihtsustatult võib keerulisemate esemete hologramme vaadelda kui punktesemete hologrammidesuperpositsiooni.[1]
Klassifikatsioon
[muuda|muuda lähteteksti]Hologramme liigitatakse kolme omaduse põhjal:
- eristatakse amplituud- ja faasmodulatsiooni. Amplituudmodulatsiooni puhul omandab salvestav materjal läbilaskvuse, mis on võrdeline pealelangeva valguse intensiivsusega. Faasmodulatsioon saadakse, muutes materjali paksust võimurdumisnäitajatproportsionaalselt holograafilise interferentsmustri intensiivsusega;[4]
- salvestusmaterjali mõõtmete põhjal eristatakse paksu (ruumilist) ja õhukest hologrammi. Vastavalt liigitusele on salvestuskeskkonna paksus kas suurem või palju väiksem kui interferentsijoontevaheline kaugus;[4]
- taasesitusmetoodika põhjal eristatakse ülekandvat ja peegeldavat hologrammi. Ülekandehologrammi puhul langevad valgus objektilt ja võrdluskimp salvestavale keskkonnale samalt poolelt, peegeldava hologrammi puhul aga eri pooltelt.[4]
Rakendused
[muuda|muuda lähteteksti]On levinud arvamus, et holograafia leiab tulevikus laialdaselt rakendust andmesalvestuses. Võrreldes praeguste tehnoloogiatega võimaldaks holograafia kasutada salvestuskeskkonda tervenisti, mitte ainult pinda.[4]See lubaks muuta andmesalvestusvahendeid kompaktsemaks. Lisaks andmesalvestusele on holograafiat rakendatudkunstis[5],interferomeetrites[6],mikroskoopides[7],sensorites[8],biosensorites[9]jaturvaelementides[10].Olemas on kaholograafilised skannerid[11],millega määratakse ruumiliste objektide mõõtmeid.
Vaata ka
[muuda|muuda lähteteksti]Viited
[muuda|muuda lähteteksti]- ↑1,01,11,21,31,41,5Hecht E., Optics, 4rd Ed., Addison-Wesley, 2002,ISBN 0-321-18878-0
- ↑Gabor D., 1948, Nature, 161, 4098 777–8, DOI
- ↑"The invention and facts of holography".Hubpages.Vaadatud 19.05.2013.
- ↑4,04,14,24,3Hariharan P., 2002, Basics of Holography, Cambridge University Press,ISBN 0-521-00200-1
- ↑Oliveira1 S. & Richardson M., Journal of Physics: Conference Series 415 (2013) 012007, DOI:10.1088/1742-6596/415/1/012007
- ↑Powell R. L. & Stetson K. A., 1965, J. Opt. Soc. Am., 55, 1593–8, DOI:10.1364/JOSA.55.001593
- ↑Kuznetsova Y., Neumann A., Brueck S.R., 2007, Optics Express, 15, 11, 6651–6663, DOI:10.1364/OE.15.006651
- ↑"Smart Holograms – About us".Smart Holograms.Vaadatud 19.05.2013.
- ↑J. L. Martínez-Hurtado, C. A. B. Davidson, J. Blyth, and C. R. Lowe, 2010, Langmuir, 2010, 26, 19, 15694–15699, DOI:10.1021/la102693m
- ↑Rudolf L. van Renesse, Optical Document Security, 3rd edition, Artech House, 2005,ISBN 1-58053-258-6
- ↑"Holographic Scanners".Holographix.Originaaliarhiivikoopia seisuga 27.09.2013.Vaadatud 19.05.2013.
 |
Pildid, videod ja helifailid Commonsis:Holograafia |