Holography - nó ... Khái niệm, nguyên tắc, ứng dụng

hình ảnh ba chiều của ngày nay đang ngày càng được sử dụng. Một số thậm chí tin rằng nó có thể thay thế các phương tiện truyền thông nổi tiếng của thời gian. Dù muốn hay không, nhưng bây giờ nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau. Ví dụ, tất cả chúng ta đều dán hình nổi ba chiều quen thuộc. Rất nhiều nhà sản xuất sử dụng chúng như một phương tiện bảo vệ chống giả mạo. Bức ảnh dưới đây cho thấy một số nhãn hologram. ứng dụng của họ - một cách rất hiệu quả để bảo vệ hàng hóa và các tài liệu chống giả mạo.

Lịch sử của việc nghiên cứu hologram

Ba chiều hình ảnh thu được là kết quả của sự khúc xạ, bắt đầu nghiên cứu tương đối gần đây. Tuy nhiên, chúng ta có thể nói về sự tồn tại của lịch sử nghiên cứu của mình. Dennis Gabor, nhà khoa học người Anh, lần đầu tiên xác định vào năm 1948, nó là hologram. Khám phá này rất quan trọng, nhưng giá trị lớn nhất của nó vào thời điểm đó là chưa rõ ràng. Làm việc trong những năm 1950, các nhà nghiên cứu đã phải chịu từ việc thiếu một nguồn sáng có một sự gắn kết - một tính năng rất quan trọng đối với sự phát triển của bản thân bút. Laser đầu tiên được sản xuất năm 1960. Với thiết bị này có thể nhận được ánh sáng có đủ sự gắn kết. Juris Upatnieks và immet Leith, các nhà khoa học Mỹ đã sử dụng nó để tạo ra ảnh ba chiều đầu tiên. Với sự giúp đỡ của họ nó thu được hình ảnh ba chiều của các đối tượng.

Trong những năm tiếp theo, nghiên cứu tiếp tục. Hàng trăm công trình nghiên cứu mà xem xét các khái niệm về hologram, từ đó đã được công bố, và xuất bản nhiều cuốn sách về phương pháp này. Tuy nhiên, những tác phẩm này được đề cập đến các chuyên gia và không phải là người đọc nói chung. Trong bài viết này, chúng ta sẽ nói về tất cả mọi thứ ngôn ngữ dễ tiếp cận.

hologram là gì

Bạn có thể cung cấp các định nghĩa sau đây: hologram - thu được bằng cách ảnh tích laser. Tuy nhiên, định nghĩa này là không hoàn toàn thỏa đáng, vì có rất nhiều loại khác của hình ảnh ba chiều. Tuy nhiên, nó phản ánh hầu hết có ý nghĩa: hologram - một phương pháp kỹ thuật cho phép để "kỷ lục" sự xuất hiện của một đối tượng; nó có thể giúp có được một hình ảnh ba chiều trông giống như thật; việc sử dụng laser đã được rất quan trọng cho sự phát triển của nó.

Holography và ứng dụng của nó

nghiên cứu hologram giúp làm sáng tỏ nhiều vấn đề liên quan đến nhiếp ảnh truyền thống. Là một mỹ nghệ hình ảnh ba chiều thậm chí có thể thách thức thứ hai, bởi vì nó cho phép bạn để phản ánh thế giới một cách chính xác hơn và chính xác.

Các nhà khoa học thỉnh thoảng phát ra kỷ nguyên trong lịch sử của nhân loại bằng phương tiện truyền thông, được biết đến trong nhiều thế kỷ nhất định. Bạn có thể nói, ví dụ, các tồn tại trong chữ tượng hình cổ xưa của Ai Cập, của sáng chế trong năm 1450 của báo chí in. Liên quan đến việc quan sát ngày nay tiến bộ công nghệ, phương tiện truyền thông mới, chẳng hạn như TV và điện thoại, chiếm một vị trí thống lĩnh. Mặc dù nguyên tắc ba chiều vẫn còn trong giai đoạn phôi thai khi nói đến việc sử dụng nó trong các phương tiện truyền thông, có lý do để tin rằng thiết bị dựa trên đó sẽ có thể thay thế các phương tiện nổi tiếng của truyền thông trong tương lai, hoặc ít nhất là mở rộng phạm vi ứng dụng của họ.

văn học khoa học viễn tưởng và báo chí phổ biến thường được mô tả hologram trong ánh sáng sai, bị bóp méo. Họ thường tạo ra một ý tưởng sai lầm về phương pháp này. hình ảnh ba chiều, nhìn thấy lần đầu tiên, hấp dẫn. Nhưng không kém phần ấn tượng là lời giải thích vật lý của nguyên tắc của các thiết bị của mình.

Các mô hình can thiệp

Khả năng nhìn thấy các đối tượng dựa trên thực tế là sóng ánh sáng bị khúc xạ bởi hoặc phản xạ từ họ, nhận được vào mắt chúng ta. ánh sáng phản xạ từ một vật thể đặc trưng bởi dạng sóng của mặt trước sóng tương ứng với hình dạng của đối tượng. Hình ảnh của sọc đen và ánh sáng (hoặc dòng) tạo hai nhóm của sóng ánh sáng kết hợp mà can thiệp. Điều này tạo nên một hologram âm lượng. Các dải dữ liệu trong mỗi trường hợp bao gồm một sự kết hợp mà chỉ phụ thuộc vào hình dạng của sóng mặt sóng mà tương tác với nhau. một bức tranh như vậy được gọi là sự can thiệp. Nó có thể được cố định, ví dụ, trên một tấm ảnh, nếu bạn đặt nó ở một nơi mà có một sự can thiệp sóng.

Sự đa dạng của hologram

Phương pháp cho phép bạn ghi (register) phản xạ từ đối tượng sóng trước, và sau đó khôi phục lại nó để người xem cảm thấy rằng ông thấy thật, và là hologram. Hiệu ứng này, đó là do thực tế rằng hình ảnh ba chiều thu được đến mức giống như thật.

Có rất nhiều loại khác nhau của hình ảnh ba chiều, trong đó nó rất dễ dàng để bị lẫn lộn. Để xác định loại này hay cái kia, nên được tiêu thụ bốn hoặc thậm chí năm tính từ. Từ tất cả các bộ của họ, chúng ta chỉ xem xét các lớp cơ bản có sử dụng hologram hiện đại. Tuy nhiên, trước tiên bạn cần phải nói một chút về hiện tượng sóng này của nhiễu xạ. Nó cho phép chúng tôi để thiết kế (hay đúng hơn là để tái tạo lại) mặt sóng.

nhiễu xạ

Nếu một đối tượng là trong con đường của ánh sáng, ông đã phủ bóng đen. bẻ cong ánh sáng xung quanh đối tượng, đến một phần vào vùng bóng tối. Hiệu ứng này được gọi là nhiễu xạ. Ông là do bản chất sóng của ánh sáng, nhưng để giải thích nó là khá khó khăn để nghiêm ngặt.

Chỉ trong một góc rất nhỏ của ánh sáng thâm nhập vào khu vực bóng tối, vì vậy chúng tôi hầu như không nhận thấy nó. Tuy nhiên, nếu có một đa số trở ngại nhỏ, khoảng cách giữa mà chỉ chiếm một vài độ dài của sóng ánh sáng trên đường, hiệu ứng này trở nên khá đáng chú ý.

Nếu sự sụp đổ của đầu sóng rơi vào một chướng ngại vật đơn lớn, "rơi" một phần liên quan của nó, điều đó không ảnh hưởng đến các khu vực còn lại của mặt sóng. Nếu có rất nhiều trở ngại nhỏ trên đường đi của nó, nó được sửa đổi bởi nhiễu xạ do đó sự lây lan của các rào cản ánh sáng sẽ có một mặt trận sóng chất lượng khác nhau.

Việc chuyển đổi mạnh đến nỗi thậm chí ánh sáng bắt đầu lan truyền theo một hướng khác. Nó chỉ ra rằng các nhiễu xạ cho phép chúng ta chuyển đổi các sóng ban đầu một cách rất khác biệt với nó. Như vậy, nhiễu xạ - cơ chế mà chúng tôi nhận được sóng mới. Các thiết bị được mô tả ở trên bằng cách hình thành nó, được gọi là một diffraction grating. Chúng tôi sẽ nói rõ hơn về nó.

nhiễu xạ

Đây là một tấm nhỏ với một lưu chiểu bản nét thẳng song song mỏng (lines). Chúng được đặt cách nhau ngoài bằng một phần trăm hay thậm chí là một phần ngàn milimet. Chuyện gì xảy ra nếu các chùm tia laser trên đường đáp ứng lưới điện trong đó bao gồm một số các ban nhạc đậm và tươi sáng mờ? Một phần của nó sẽ vượt qua trực tiếp thông qua các quán bar, và một số - curl. Do đó hình thành hai dầm mới thoát khỏi lưới ở một góc độ nhất định so với chùm tia gốc và nằm trên cả hai mặt của nó. Nếu ta có một chùm tia laser, ví dụ, một đầu sóng phẳng, hai hình thành bởi các cạnh của chùm mới cũng sẽ có một đầu sóng phẳng. Như vậy, bằng cách đi qua một diffraction grating tia laser, chúng ta hình thành hai mặt trận làn sóng mới (phẳng). Rõ ràng, lưới nhiễu xạ có thể được coi như ví dụ đơn giản nhất của một hình ba chiều.

hologram Đăng ký

Quen thuộc với các nguyên tắc cơ bản của hologram nên bắt đầu với một nghiên cứu về hai mặt trận sóng máy bay. Tương tác, chúng tạo thành một hình ảnh giao thoa, mà được ghi lại trên một đặt ở cùng một vị trí nơi có một màn hình, tấm ảnh. Giai đoạn này của quá trình (đầu tiên) trong hologram được gọi là một kỷ lục (hay thu) của ảnh ba chiều.

Khôi phục hình ảnh

Chúng tôi giả định rằng một trong những con sóng máy bay - A, và lần thứ hai - V. Cụ thể tham khảo sóng, và B - chủ đề này, đó là phản xạ từ đối tượng mà hình ảnh được cố định. Nó có thể không có cách nào khác với sóng tham khảo. Tuy nhiên, khi tạo ảnh ba chiều được hình thành ba chiều đối tượng thực đầu sóng đáng kể phức tạp hơn của ánh sáng phản xạ từ đối tượng.

Các mô hình can thiệp, được cung cấp trên một phim chụp ảnh (ví dụ, một hình ảnh của grating), - đây là ảnh ba chiều. Nó có thể được đặt trong đường dẫn của chùm tham khảo tiểu học (tia laser có một đầu sóng phẳng). Trong trường hợp này, hai bên đã được hình thành 2 trước làn sóng mới. Là người đầu tiên trong số họ là một bản sao chính xác của đối tượng sóng trước đó lan truyền theo hướng giống như sóng W. Các bước trên được gọi là tái tạo hình ảnh.

Quá trình hình nổi ba chiều

Các mô hình can thiệp, mà được tạo ra bởi hai mặt phẳng sóng mạch lạc là sau khi ghi trên tấm ảnh là một thiết bị cho phép để phục hồi sự chiếu sáng làn sóng máy bay khác trong trường hợp của một trong những con sóng. Quá trình hình nổi ba chiều, do đó có các bước sau: đăng ký và "lưu trữ" tiếp theo của mặt trước sóng của mục tiêu trong các hình thức của một (hình ảnh giao thoa) ảnh ba chiều và pha của nó bất cứ lúc nào sau khi thông qua thông qua hình nổi ba chiều sóng tham khảo.

Chủ đề đầu sóng thực sự có thể là bất kỳ. Ví dụ, nó có thể được phản ánh từ một đối tượng thực, trong khi nếu nó là một làn sóng tham khảo chặt chẽ. Hình thành bởi bất kỳ hai mặt sóng có sự gắn kết, hình ảnh giao thoa - đây là một thiết bị cho phép bạn chuyển đổi do sự nhiễu xạ của một trong những mặt trận trong khác. Đây là nơi chìa khóa ẩn để hiện tượng giao thoa. Dennis Gabor đầu tiên phát hiện ra khách sạn này.

Hình ảnh quan sát được tạo ra bởi ba chiều

Trong thời đại chúng ta, nó bắt đầu được sử dụng một thiết bị đặc biệt cho việc đọc hologram - máy chiếu ba chiều. Nó cho phép bạn chuyển đổi hình ảnh từ hai đến ba chiều. Tuy nhiên, để xem một hình ba chiều đơn giản, máy chiếu ba chiều là không cần thiết. Mô tả ngắn gọn như thế nào để đối phó với những hình ảnh như vậy.

Để quan sát ảnh ba chiều tiểu học được hình thành, nó là cần thiết để đặt nó ở khoảng cách 1m từ mắt. Qua nhiễu xạ cần phải nhìn vào sự chỉ đạo, trong đó những con sóng máy bay (phục hồi) ra khỏi nó. Vì vậy, chính xác có bao sóng máy bay vào mắt của người quan sát, một hình ảnh nổi ba chiều cũng là phẳng. Nó dường như chúng ta, nếu như "bức tường trống" đều làm sáng tỏ ánh sáng có màu sắc tương tự như tương ứng laser. Kể từ khi những dấu hiệu cụ thể này "Wall" là tước đoạt, nó là không thể để xác định thế nào đến nay nó được. Có vẻ như nếu bạn nhìn vào nằm ở vô cực trên các bức tường, nhưng bạn có thể nhìn thấy chỉ là một phần của nó, mà có thể nhìn xuyên qua một "cửa sổ" nhỏ đó là một hình ba chiều. Do đó, một hình ba chiều - được đều được chiếu sáng bề mặt mà trên đó chúng ta không thể nhìn thấy bất cứ điều gì đáng chú ý.

Các diffraction grating (hologram) cho phép chúng ta quan sát một vài hiệu ứng đơn giản. Họ có thể chứng minh việc sử dụng các hình ảnh ba chiều và các loại khác. Đi qua các nhiễu xạ, chùm ánh sáng được tách ra, tạo thành hai chùm mới. Sử dụng chùm tia laser có thể chiếu sáng bất kỳ cách tử nhiễu xạ. Các bức xạ phải là một màu sắc khác nhau từ đó được sử dụng trong ghi âm của nó. Góc của sự bẻ cong chùm màu phụ thuộc vào màu gì anh có. Nếu nó là màu đỏ (các bước sóng dài), một chùm như bị bẻ cong ở một góc lớn hơn chùm tia màu xanh, trong đó có bước sóng nhỏ nhất.

Qua lưới có thể bỏ qua một hỗn hợp của tất cả các màu, tức là màu trắng. Trong trường hợp này, mỗi thành phần màu sắc của ảnh ba chiều uốn cong dưới góc riêng của mình. Tại quang phổ đầu ra được hình thành tương tự như các lăng kính tạo ra.

Vị trí của các đường lưới

Đột quỵ của lưới nên được thực hiện rất chặt chẽ với nhau rằng đó là uốn cong đáng chú ý của các tia ánh sáng. Ví dụ, để độ cong của tia đỏ 20 ° là cần thiết mà khoảng cách giữa các rãnh không vượt quá 0,002 mm. Nếu họ đặt chặt chẽ hơn, một tia sáng bắt đầu uốn cong thậm chí nhiều hơn. Để "viết" một tấm lưới cho là cần thiết, có thể ghi lại phần rất mỏng. Hơn nữa, nó là cần thiết để tấm trong quá trình tiếp xúc và vẫn hoàn toàn bất động trong đăng ký.

Bức tranh có thể được bôi nhiều ngay cả ở những chuyển động nhỏ nhất, nhiều đến nỗi nó sẽ là hoàn toàn không thể phân biệt. Trong trường hợp này, chúng tôi thấy không có hình ảnh giao thoa, chỉ cần một tấm kính trên toàn bộ bề mặt của nó thống nhất màu đen hoặc màu xám. Tất nhiên, trong trường hợp này, sẽ không chơi hiệu ứng nhiễu xạ được tạo ra bởi một lưới nhiễu xạ.

Transmissive và hologram phản xạ

Chúng tôi đã xem xét các diffraction grating được gọi là một truyền, bởi vì nó hoạt động trong ánh sáng đi qua nó. Nếu nguyên nhân của dòng lưới không phải là trên các tấm trong suốt, và trên bề mặt của gương, chúng ta có được một diffraction grating phản xạ. Nó phản ánh ánh sáng ở góc độ khác nhau của màu sắc khác nhau. Theo đó, có hai lớp học rộng của hologram - phản xạ và transmissive. Đầu tiên được quan sát trong ánh sáng phản xạ, và lần thứ hai - trong đi qua.