|
|
|
Holografia
Fizicianul englez de origine maghiara, Denis Gabor, in 1947, a descris o metoda prin care se poate obtine imaginea unui obiect din figura de difractie, produsa de acel obiect. Aceasta metoda a fost denumita holografie (holos = intreg, grafien = scriere, in limba greaca).
Procedeul prezinta doua etape:
1. Peste figura de difractie produsa de un obiect iluminat cu un fond luminos coerent, se suprapune fondul luminos coerent; figura de interferenta rezultata este inregistrata pe o placa fotografica, care, dupa developare, devine holograma. Aceasta contine toate informatiile cu privire la amplitudinea si faza luminii difractate de catre obiect;
2. Holograma se ilumineaza cu fondul luminos coerent; datorita variatiilor in densitate optica prezente pe holograma apar fenomene de difractie cu care reconstituie imaginea obiectului.
In fotografia obisnuita se inregistreaza numai intensitati luminoase emise de obiect, fara a se putea inregistra informatii privitoare la distantele dintre placa fotografica si diferitele puncte ale obiectului fotografiat. De aceea placa fotografica, inregistrand detalii ale obiectului doar in doua dimensiuni, nu poate forma, dupa developare, imaginea "spatiala" (tridimensionala) a obiectului. Imaginea plana (fotografia) a unui obiect apare totusi clara observatorului numai datorita puterii separatoare limitate a ochiului care a impus cerinta ca aparatul fotografic sa foloseasca doar fascicule paraxiale la obiectivul aparatului fotografic.
Pentru a avea in imagine informatii cu privire si la volumul obiectului (imagine tridimensionala), trebuie folosit un mod de a inregistra si fazele undelor luminoase, pe langa amplitudinile (intensitatile) lor.
In principiu, acest lucru se realizeaza in
felul urmator, figura 4: lumina de la o sursa (laser) este
divizata in doua fascicule coerente. Unul dintre ele, fasciculul
de referinta, cade direct pe placa fotografica,
celalalt, fasciculul obiect, pe obiect. O parte din lumina
reflectata (difuz) de obiect ajunge pe placa fotografica, unde
intalneste fasciculul de referinta. Acestea vor interfera,
formand in emulsia fotografica maxime si minime de
interferenta stationara care vor ramane inregistrate
dupa developarea placii. O astfel de placa fotografica,
denumita, dupa developare, holograma, nu contine imaginea
geometrica a obiectului, ci un sistem de franje de interferenta.
Iluminand apoi holograma cu un fascicul, numit fascicul de reconstructie, figura 5, plasat pe directia fasciculului de referinta, undele difractate care se propaga pe directia obiectului vor forma imaginea virtuala a acestuia. Aceasta imagine se poate observa privind prin holograma, in directia in care s-a aflat obiectul la inregistrare.
De cealalta parte a hologramei si simetric fata de directia de propagare a fasciculului de reconstructie se va forma imaginea reala a obiectului.
Pe directia fasciculului de reconstructie se va propaga prin holograma o parte din acest fascicul care nu va contribui la formarea imaginilor.
Fotografii ale unor imagini holografice sunt prezentate in figura 6.
Daca
fascicul de reconstructie are aceeasi lungime de unda ca si
fasciculul de referinta, imaginile sunt identice cu obiectul. In caz
contrar, dimensiunile imaginilor se vor modifica direct proportional cu
modificarea lungimii de unda.
Fig. 6
Hologramele obtinute cu fascicul laser
sunt cu mult superioare celor care s-ar realiza cu lumina produsa de
surse obisnuite, necoerente, deoarece radiatia laser poseda o
mare coerenta spatiala si temporala. Din
aceasta cauza, abia dupa realizarea laserului, in 1962, Leith
si Upatnieks au reusit sa obtina o inregistrare
si o reconstituire holografica buna. Drept urmare, Denis Gabor a
primit premiul Nobel in 1971 pentru holografie.
