Seminarska 1

Универзитет Св. Кирил и Методиј -Скопје Факултет за електротехника и информациски технологии

SEMINARSKA RABOTA PO PREDMETOT FIZIKA 1

HOLOGRAFIJA I NEJZINA PRIMENA

IZRABOTILE: MENTOR: R ISTINA CIEVA K RISTINA GEORGIEVA MARIJA TRAJKOVA

PROF .D- R

SKOPJE , 2010

VERA

SODR@INA Voved......................................................... ..............................2 Kratka istorija........................................................ ...........3 Snimawe na hologrami................................................... .....3 ^itawe na hologrami................................................... .......4 Holografska interferometrija i nejzina primena vo beskontaktnite beskontaktnite ispituvawa..............................................4 Osnovi na holografijata i holografskata interferometrija.......................................... .....................5 Elektronska spekl(speckle)interferometrija ESPI............................................................ ........................ 6 [IROGRAFIJA (SHEAROGRAPHY).................................. .7 Razvoj na holografskite metodi...........................7 Primena na holografijata i holografskata holografskata interferometrija.......................................... .....................8

2

Holografski diskovi........................................................ 9 Mo`nosti..................................................... .......................10 Холографска интерферометрија во реалниот свет.....11 Холографска криптографија...........................................12 Холографски стереограм..................................................1

2 Нови фотографски материјали.......................................12

Bliska idnina......................................................... ...........13 Zaklu~ok.................................................... .........................14 K ORISTENA ЛИТЕРАТУРА

.............................................15

Voved 3

Holografija (grč. hólos, "potpoln, cel" + gráfos, "pi{uvam, crtam") е еден посебен вид на фотографирање што овозможува предметите да се гледаат во тродимензионална големина. Холографијата и холографската интерферометрија се методи кои доста широко се применуваат во лабараториите, и имаат значајна индустриска примена за испитувања без дополнителни недостатоци. Со помош на холографијата и фотографските плочи, не се  регистрира само интензитетот на светлинските зраци како кај обичните фотографии, туку и нивните насоки и фази. Заради тоа холографијата овозможила еден вид дополнување на тродимензионалните структури за снимање на објекти. Развиени се повеќе методи на холографија. Најчесто се користи оптичката холографија која користи ласерска светлина во видливиот дел од спектарот. Во класичните постапки интерферентните ефекти се снимаат со ласерска светлина(монохроматска или бела) на фотографија или на термоосетливи емулзии. Електронската холографија користи дигитални камери. Во некои случаи се користи акустичка, микробранова, холографија со електронски снопови или H-зраци или компјутерска холографија. Покрај холографската интерферометрија, со слични принципи на  работа денес се користат pekle интерферометрија, moare интерферометрија и ширографија. Во многу истражувања и во големите светски лабаратории докажани се големи  резултати на холографската интерферометрија користена за: испитувањето на течењето на струјата, обликот и димензијата на една слика или на повеќе објекти, анализирање грешки, анализирање на напонот како и деформациите во конструкциските компоненти.Холографијата е истовремено наука, вештина, занает, уметност, но и значајна индустриска гранка. Целата област за холографијата е основа на светлоста да се однесува слично како бранови на вода. Светлосниот бран може да се запише на филм и така да се добие низа од светли и темни линии (кои самите личат на бранови)-тоа е ХОЛОГРАМ. Линиите се многу густи(има и со неколку илијади на еден милиметар!!!), а нивниот број, густина и облик носат комплетна информација за 3D објектите.  Честа заблуда е дека холограмот е еден вид тродимензионална ПРОЕКЦИЈА- слично на проектирана филмска слика на платно во кино . Тоа НЕ Е така, пред се затоа што проектирањето подразбира фрлање на светлината на некоја површина или простор, што холограмот не може да го направи. Тој претставува само ПРОЗОР во виртуелен, тродимензионален свет кој се гледа ПОЗАДИ холограмот . Кој дел од непостоечкиот свет посматрачот ќе може да го види зависи од големината на прозорот-поточно зависи од големината на плочата или филмот на кој е запишан холограмот.

•

Kratka

istorija 4

Principot na holografija go otkril u{te vo 1948. godina ungarskiot nau~nik Dennis Gábor istra`uvaj}i mo`nosti za podobra mo} na razvivawe na elektronskiot mikroskop, no duri vo {eesetite godini na XX vek otkrivaweto na laserite ovozmo`ilo prakti~na primena na holografijata.   Treba da se napomene deka mnogu porano pred Dennis Gábor  odredeni postignuvawa na toga{nite nau~nici stvorile pretpostavki za pronao|awe i razvoj na tehnikata na holografijata: 1672. god. Sir Isaac Newton so pomo{ na prizma razlo`il bran na bela svetlina na negovite spektralni komponenti 1948.god. Dennis Gábor gi otkriva osnovnite metodi na holografijata 1858. god. Ch. H. Towers i A. L. Schawlow objavuvaat izvadok "Infracrven i opti~ki maser" vo koj ja nagovestile mo`nosta na lasersko emitirawe na koherentna svetlina 1960. god. T. M. Maiman od kaliforniskata "Hughes Aircraft Company Research Laboratory" go gradi prviot laser - impulsen rubinski laser 1961. god. So pronao|aweto na laser se budi povtorno interes za holografijata. E. Leith i J. Upatnieks od "University of  Michigan" gi povtara ranite na Gaborovite eksperimenti, ovoj pat so pomo{ na laseri. Y. N. Denisyuk  vo SSSR snima hologrami za ~ija reprodukcija koristi refleksija na belata svetlina. Tehnikata na refleksni hologrami se razviva intenzivno, Stroke i negovata grupa od "State University of New York " kon sredinata na 60-tite godini na 20. vek. 1971. god. Dennis Gábor prima Nobelova nagrada za fizika za svoite otkritija vo osnovata na holografijata 1972. god. L. Cross i D. Smith go snimaat prviot hologram na objekt ivo dvi`ewe. •

•

•

•

•

•

•

Snimawe na hologrami Objektot se osvetluva so paralelen monohromatski koherenten snop svetlina (laser), a del od toj ist snop pa|a i na fotoplo~a, na koja doa|a do interferencija na dvete poliwa na svetlina: izvorniot koherenten i rasejaniot od snimaniot predmet. Na fotoplo~ata (na hologramot) ne se gledaat konturi od predmeti, tuku od interferencijata koja vo svoite temni i svetli linii sodr`i informacii za smerot, intenzitetot i fazata na svetlinata od snimeniot predmet. 5

^itawe na hologrami Da bi se pak rekonstruirala slika od hologramot, potrebno e da se povtori postapkata kakva {to e upotrebena pri dobivaweto na hologramot. Koga snimeniot hologram se rasvetli so ednakov ramen referenten bran koj pa|a na nea pod ednakov agol kako i pri snimaweto, svetloto niz hologramot delumno pominuva bez otklon, kako bran od nulti red, a delumno se otklonuva formiraj}i branovi od 1. red. Eden bran od 1. red dava realna slika na objektot, a drugiot bran od 1. red- virtuelni sliki. Dvete sliki se trodimenzionalni, so toa {to za da realnata slika mo`e i ponatamu da registrira (snima) so fotografska postapka, a ne so virtuelna. Slikata na objektot dobien so reprodukcija na hologramite e verna na objektot, imaat ista golemina kako i objektot, a zavisno i od agolot na posmatrawe na hologramot mo`no e da se vidat predmeti koi stojat eden zad drug. Gleda~ot koj gleda hologram ima vpe~atok da gleda na svetol predmet niz okvirot na hologramot.

Holografska interferometrija i nejzina primena vo beskontaktnite ispituvawa Blagodarenie na razvojot na kompjuterskata tehnika i digitalnite kameri, holografskata interferometrija nao|a se pogolema primena vo industriskata metrologija. Vrz osnova na laserskata tehnika i interferometrijata se razvile ,,spekl,, (speckle) interferometrija, ,,moare,, (moiré) interferometrija i ,,{irografija,, (shearography).   Tuka imame kratok opis na ovie metodi i nivnata primena kako bezkontakten metod za non-destructive ispituvawa. Holografijata i holografskata interferometrija (HI) se metodi koi {iroko se primenuvaat vo labaratoriite, a imaat i zna~ajna industriska primena za non-destructive testing (NDT). Razvieni se pove}e metodi za holografirawe. Naj~esto se koristi opti~ka holografija koja koristi laserska svetlina vo vidliviot del od spektarot. Vo klasi~nata postapka interferenciskite efekti na laserskata svetlina (monohromatska ili bela) se snimaat na slika ili na termoosetlivi emulzii. Elektronskata holografija koristi digitalni kameri. Vo nekoi posebni slu~aevi se koristat akusti~na, mikrobranova holografija od elektronskiot snob, H-zraci ili kompjuterska . So sli~ni mo`nisti pokraj holografskata 6

interferometrija denes se koristat ,,spekl,, (spekle), interferometrija, ,,moare,, (moiré) interferometrija i {irografija (shearographs). Tuka se izlo`eni osnovnite principi na holografskata interferometrija (HI) so posben osvrt na primenata vo ispituvaweto bez raspa|awe(NDT). Prika`ani se rezultatite od istra`uvawata na Voeno-Tehni~kiot institute vo Belgrad i karakteristi~ni primeri od literaturata, od oblasta na ispituvaweto na fluidite, formata i dimeniziite na objektite, analiza na gre{kite i analiza na naponot i deformaciite vo konstrukciskite komponenti.

Osnovi na holografijata i holografskata interferometrija

СЛ . 1 Informacijata za nekoj predmet svetlinata mo`e da ja prenese kako modulacija na amplitudata, fazata, frekvencijata ili polarizacijata. Holografijata ovozmo`uva istovremeno da se za~uvaat informacii za amplitudaata i fazata {to se postignuva so interferencija na predmetniot i pomo{niot interferiran snob svetlina. Zapisot na ova interferencija pretstavuva hologram koj sodr`i skriena slika na elementot. Ova e prviot del od holografskiot proces. Hologramot se osvetluva so laserska svetlina (mo`e i bela) za da se vidi {to e snimeno. Difrakcijata na svetlinata e vo osnova drugiot del od procesot, rekonstrukcija na slikata t.e skrieniot lik na hologramot. Likot e prostoren, mo`e da se gleda pod razli~ni agli, so rezolucija do 3000 linii/mm, mo`e 7

da se rekonstruira koristej}I samo delovi od hologramot,da se zgolemuva ili namaluva. Eksperimentalnata rabota vo ova oblast bara iskustvo,dobri uslovi i oprema. Ako se snimat dva holograma od ist predmet na ista nosa~ na zapis, vo procesotna rekonstrukcija, }e dojde do istovremeno pojavuvawe na dvata lika. Likovite se vremenski i prostorno koherentni, pa interferiraat me|usebno. Ako se identi~ni ke se pojavi samo likot na predmetot. Ako do{la do nekoja promena na predmetot, vo intervalot na eksponiraweto, rekonstruiraniot lik }e bide prek{en so interferentni linii, koi gi opi{uvaat nastanatite promeni. Dobieniot lik pretstavuva holografski interferogram. Holografskata interferometrija ovozmo`uva da se vidat promenite na povr[inata na objektot koj e netransparenten za branovi dol`ini na izbrana svetlina ili promena vo celata zafatnina, ako objektot e transparenten. Vnatre{nite promeni na HI mo`e da se ”gledaat” indirektno. Na primer, ako objektot so gre{ka se izlo`i na mehani~ko ili toplinsko opteretuvawe, ili vibracii, mo`e da se pojavi neregularna promena na povr{inata na objektot vo okolinata na gre[kata. Ako edniot hologram se snimi pred, a drugiot posle opteretuvaweto, dobienite likovi interferiraat i vnatre{nite defekti stanuvaat vidlivi. Ako ne postojat gre{ki vo objektot, promenite nastanati od opteretuvaweto }e predizvikaat ednoli~ni interferentni linii kako rezultat na ramnomernata promena na eden ili pove}e elementi na objektot. Najmnogu koristeni interferometriski tehniki se: metod na dvojna ekspozicija, metod na ispituvawe vo realno vreme, ,,sendvi~,, metoda, refleksiona i fazna so kone~ni i beskone~ni interferentni linii, inferometrija so dva i pove}e snopa svetlina itn. Postojat mnogu drugi interferometriski tehniki koi se razvile kako modaliteti na HI blagodarenie na razvojot na optoelektronikata. Pred se, tuka treba d se naglasi digitalnata holografska interferometrija (DHI). Del od laserskiot snop go osvetluva predmetot koj se ispituva. Digitalnata kamera simultantno prima svetlina rasejana od predmetot i referentniot snop koj odi direktno. Ova tehnika ima sti karakteristiki kako klasi~nata HI, a funkcionira bez koristewe na posreden medium za snimawe na hologramot. Denes na pazarot se dostapni prenoslivi digitalni holografski interferometri koi se koristat vo industrijata.

Elektronska spekl(speckle)interferometrija ESPI Elektronskata spekl (speckle) interferometrija se koristi za snimawe spekl interferogram. Fenomenot na spekli(mrvici) se   javuva koga neramna plo~a se osvetli so koherentna laserska 8

svetlina. Mrvicite nastanuvaat zaradi interferencijata na zracite rasejani na razli~ni strani na predmetot. Amplitudata na svetlinata na povr[inata na objektot e promenliva. Slu~ajna raspredelba na intenzitetot go pretstavuva spekl efektot koj se snima so CCD kamera vo koja se vnesuva referenten laserski snop. Rezulatatite od interferencijata direkno se memoriraat na kompjuter. Se dobivaat karakteristi~ni interferentni linii koi ja opi[uvaat sostojbata na objektot vo daden moment. So ista tehika se snima i drugiot spekl, interferogram koj od prviot se razlikuva samo ako do[lo do promena na objektot. Drugiot interferogram mo`e da se dodade i dase odzeme od prviot. Rezultantniot interferogram ima korelacioni prugi koi ja opi{uvaat nastanatata promena. Obrabotkata na rezultatite se odviva pod kontrola na specijalen softver, mnogu e brza i ovozmo`uva posmatrawe na promenit e vo realno vreme. Mo`e da se koristat i brzi kameri ako se posmatra mnogu brza ili kratka pojava. Rezolucijata na ESPI e pomala od HI, koja zavisi od karakteristikite na kamerata i kapacitetot na kompjuterot.

[IROGRAFIJA (  SHEAROGRAPHY  ) [irografijata e laserska merna metoda koja ima dosta sli~nosti so HI i ESPI. Osnovnata razlika e toa [to SG meri gradientni promeni koi nastanuvat na povr[inata na objektite, a ne i samite promeni. Ефектите на интерференција се функции од напонот. Возможно е директно да се лоцираат грешките кои доведуваат до промена на градиентот на напонот во објектот.Специфично за овој метод е тоа што наместо референтен сноп за интерференција, се користат направи со чија помош светлината од две точки на објектот се доведува во една точка на сликата, каде тие интерферираат и се dobiva spekle interferogram.Interferogramot se snima so CCD kamera i se ispra}a na kompjuter.Isto taka so ovoj metod se snimaat 2{erograma. Tieso adekvaten softver se namaluvaat I dobienata slika gi poka`uva samo gradientite koi nastanuvaat pome|u ekspoziciite.

Razvoj na holografskite metodi Barawata za pogolema preciznost, komfort i ekonomi~nost dozvoluvaat razvoj na novi metodi kako {to se:

9



Moare interferometrija (digitalna Moare, DMI)

Opti~ka koherentna tomografija, testirawe na transparentni primeroci (OCT) 

korisna

za

Laserski-ultrasoni~en interferometriski metod koi mo`e da gleda niz netransparentni primeroci vo vidliviot spektar koristej}i laserska svetlina so branova dol`ina vo oblasta na ultrazvukot.(LUI) 

SL .2

Primena na holografijata i holografskata interferometrija

10

Osnovnite holografski metodi (HI, ESPI, DMI, SG, OCT,LUI) se bezkontaktni i precizni, a so toa i primenlivi vo testiraweto na promenata na goleminata od branovata dol`ina na svetlinata pa se do nekolku santimetri. Mnogu godini holografskata interferometrija imala prioritet vo laboratoriskite i industriskite testirawa, zadr`uvaj}i seu{te dominantno mesto vo laboratoriskite testirawa. Industriskata primena na HI bara niza od uslovi kako {to se efikasnost, rabota vo realno vreme pri neadekvatni uslovi, terenska rabota, ednostavna oprema, ekonomi~nost, so ~esto pomala preciznost vo odnos na laboratoriskite ispituvawa. Zaradi toa, najprvo se zameneti plo~ite so foto emulzija so soodvetni moare termoplasti~ni plo~i so pomala rezolucija (do 2000 linii na milimetar) i mo`nost za pove}ekrapoevtinite diodni laseri. Kako posledica na toa, ova vodi do razvivawe na metodi koi se baziraat na interferometriskite tehniki, no so elementi na holografija. Ima mnogu primeri na primeneti holografski metodi na ispituvawa: avionska i vselenska tehnika, industrija na oru`je, avtomobilska i mehani~ka industrija, energija, elektronika, procesira~ka i hemiska industrija, grade`ni{tvo, medicina, ~uvawe i odr`uvawe na kulturnite objekti, kako i vo sekojdnevieto (kreditni karti~ki, bar kodovi). Laboratoriite za eksperimentalna aerodinamika i raketni tehniki pove}e od 20 godini go koristat HI za testirawe na napon vo transparentni primeroci, za vizualizacija na strueweto vo aerotunelite, kako i testirawe na izduvnite gasovi vo raketnite motori. Se koristi HI modularen tip so rubinski laser(E=3.5J,   T=30NS, L=694NM, LK>2M) za testirawe na primeroci so 900 milimetri po dijametar(450 po radius). Ako se snimi interferogram od transparentni plo~i so metodot na dvojna ekspozicija se zabelezuva deka za vreme na prvata plo~a se nao|a vo prostorot kade zrakot pominuva, a vo vtorata ekspozitura plo~ata e trgnata od patot na svetlinata. Liniite na interferncija se so ednakvi {irini i so nivna pomo{ mo`e da se odredi oblikot na plo~ata. So holografski interferogram se ovozmo`uva direktno odreduvawe na gustinata na vozduhot (a preku gustinata i drugite parametri na to~nosta potrebna za aerodinami~ki ispituvawa) za razlika od drugi opti~ki metodi koi davaat informacija za gradientot na gustinata.

Holografski diskovi 11

Zamislete dali mo`ete da smestite 125 GB podatoci na disk so golemina na klasi~no CD. Nevozmo`no?Belovite laboratorii ili ” Bell Labs” otsekoga{ bile mnogu napredni vo svoite istra`uvawa. Nivnata bogata istorija sodr`i i tri Nobelovi nagradi za fizika (1937, 1957 i 1998. godina), zaslu`ni se za pronao|aweto na tranzistorot kako i za mnogu drugi pronajdoci. Ovoj pat Belovite laboratorii rabotele na hologramski medii za ~uvawe podatoci koji }e pru`at daleku pogolema gustina na smestuvawe na podatoci taka {to }e bidt so pogolem kapacitet od site dosega{ni.Holografija e tehnika na snimawe na predmeti taka da toj mo`e da se reproducira vo prostorot, trodimenzionalno. Vo slu~ajot na holografski disk upotrebenata tehnika ne smestuva sliki, tuku podatoci (kako {to mo`e da se vidi na (Sl.3). Postignuva golema gustina na smestuvawe, a ~itaweto i pi{uvaweto, za razlika od klasi~nite medii koi ~itat bit po bit, se vr{i so brzina od milion bita na eden snop od laser. Toa e kako presnimuvawe na klasi~no DVD na film na harddisk bi traelo 30

sekundi!

Sl.3 Snimawe i ~itawe na podatoci

12

Idejata e da se proizvede slika na podatoci koi treba da se ~uvat, a principot e sli~en na klasi~noto snimawe i proektirawe na filmovi. Po~etniot zrak od laserski izvor se deli na dva zraka: informacionen i referenten zrak. Informacioniot zrak pominuva niz slikata na podatoci, posle {to nosi informacija za site podatoci (sli~no na pominuvawe na svetlosen zrak niz film).  Takov zrak se spojuva so referentniot zrak so pomo{ na optika i podatocite se ~uvaat na fotoosetliv medium. Slikata na podatoci se formira vo takanare~en svetlosen modulator, koj propu{ta svetlo dokolku e vo pra{awe logi~ka edinica i blokira vo slu~aj na nula. Informacioniot zrak izgleda kako slika na televizor bez programa, kade crnite to~ki pretstavuvaat nuli, a svetlite edinici. ^itawe na smestenite podatoci se vr{i po sli~en princip, no ovoj pat referentniot zrak minuva niz fotoosetliviot medium, zad koj stoi poseben detektor koj ja ~ita kompletnata slika na podatocite.

Mo`nosti Zgolemuvaweto na gustinata lesno se postignuva: so menuvawe na branovata dol`ina na laserskiot zrak ili negoviot nagib prema mediumot se postignuva taka da na ist del mo`e da smesti razli~ni stranici od podatoci. So toa tie se vre`uvaat po celata dlabo~ina na fotoosetliviot materijal, za razlika od dene{nite mediumi koi gi smestuvaat podatocite samo na povr{inata na materijalot. Normalno, za ~itawe treba da se obezbedi referenten zrak so ista branova dol`ina i nagib. Postignata e golema gustina, a so samoto toa i kvantitet na smestenite podatoci.Za brzinata na ~itawe i pi{uvawea ne vredi da se rasprava. Samiot metod ne nosi do zaklu~ok deka taa brzina e golema, bidej}i eden zrak mo`e da nosi golem broj podatoci vo oblik na sliki podatoci.Najgolem problem na holografskoto smestuvawe na podatoci e negoviot izlez od laboratorija -prakti~nata primena. Potrebno e da se sozdade kompleksna arhitektura (Sl.4) so golemina na sega{nite CD i DVD edinici.

13

Sl.4 Kompleksna arhitektura

Dosega{nite eksperimenti koristele podvi`na optika so golemi dimenzii, koi nikako ne mo`e da se stavat vo ku}i{teto na kompjuterot. Belovite laboratorii razvile arhitektura „fiksirana optika” koja dozvoluva da holografijata se primenuva vo dimenzii na sega{nite drajvovi, koristej}i go op{to prifateniot princip na rotirawe na diskovite. Kako medium za smestuvawe na podatoci razvien e specijalen fotopolimer koj ima visoka foto-osetlivost, opti~ki ramen format, a se smestuva na milimetar debelina na diskot. Ovoj fotopolimer se odnesuva kako ROM medium - mo`e edna{ da se vnese na nego, a mo`no e ~itawe neograni~en broj pati. So negovo koristewe se postignuva gustina okolu 23 Gbit/cm2 (gigabita po centimetar kvadraten), {to zna~i deka na standarden disk od 5,25 in~i sobira okolu 180 GB .

Холографска интерферометрија во реалниот свет Деформацијата на забното ткиво се проучува со холографска интерферометрија. Она што се случува во интервал од вклучувањето и исклучувањето на LED диодите, останува парадигма. Поради тоа,  развиен е уред кој овозможува следење на процесот на деформација на забното ткиво од почетокот на полимеризацијата, па се до крајот. Холографската плоча се наоѓа сместена во стаклена кивета. Тоа ни овозможува комплетниот процес на хемиската обработка на материјалот да го проследиме без поместување на холографската плоча. Заб со шуплина е исполнет со забен полимер и поставен во уредот. Фотоплочата се вметнува во киветата исполнета со вода. После тоа се врши снимање на холограм, кој се  равива (без фикисирање) со проста измена на содржината на киветата. На крајот се врши повторно полнење на киветата со вода, така да сега  развиениот

14

холограм повторно се наоѓа опкружен со вода. Забот останува на своето место,а посматрањето се врши со т.н. Холо-плоча.Сега имаме два бранови фронта : еден кој доаѓа од самиот заб,и друг кој настанува на холографската плоча. Тие бранови се во состојба меѓусебно да интерферираат. Понатаму, се вклучува полимеризационата ламба и забот почнува постепено да се деформира. Тоа доведува до промена на обликот на  рефлектираниот бран, што се гледа како појава на инатерферентни линии. Нивниот број се зголемува и тие се згуснуваат во текот на наредните 40-60 секунди. На крајот од тоа време, процесот се забавува, нема појавување на бојата на интерфентните линии, бидејќи и полимеризацијата е во потполност завршена. Целиот процес се набљудува со CCD камера која е поврзана со компјутер, така што се добива филм кој во потполност го бележи процесот на деформација на забот.

Холографска криптографија Холографијата нуди нови можности при заштита на пренос и размена на информации. Идеата е да икористи високата моќ на разложување на холограмот. Стандардните криптографски методи (шифрирање, дешифрирање, стеганографија) имаат свој пандан во холографијата. Да наведеме еден едноставен пример. По претпоставка сакаме во обична слика (фотографија), на таен начин да внесеме информација, (на пример некоја друга слика). Наједноставно е да пред фотографијата поставиме (залепиме) тенок, побелен холограм. Преку холограмот, сликата ќе се види и без никакви проблеми. Додека пак со осветлување на холограмот со ласерски сноп, ќе се појави нова, тридимензионална слика. На неинформиран набљудувач, сликата ќе му изгледа вообичаено. Додека, на оној кој знае дека постои додатна информација, и како е таа скриена, не е тешко до бараниот податок да дојде на едноставен начин-со осветлување со помош на ласер.

Холографски стереограм Идеата е да се генерира низ перспективни погледи на ист објект. Со тоа се добива серија слики на кои е ист објект сликан под различни агли. Од овие серии на иста холографска плоча се прави композитен материјал кој ги содржи сите слики одеднаш. Меѓутоа, сите слики не можат истовремено да се видат туку едното око гледа една слика, другото друга. Сликите меѓусебно се  разликуваат поради тоа што се сликани сите под  различен агол, па нашиот мозок добива илузија за трета димезија. Илузијата делува многу вистински, тие холографски стереограми по тоа личат на вистински холограми. Илузијата е едноставна, но нејзината техничка  реализација е

15

комплексна и се  реализира со спрецифичен холографски уред. Тој се состои од филм (или LCD екран) на кој се прикажуваат слики, оптички систем за проектирање на слики и помошен координатен стол на кој е сместен фоторегистрирачки материјал. Откако ќе се експонираат целосните серии на слики,  резултираниот холограм хемиски се обработува(се  развива, фиксира и побелува). Со тоа се обезбедува холографската светлина да биде видлива на бела светлина.

Нови фотографски материјали Идеален холографски фотоосетлив материјал би требало да ги задоволува следниве услови: висока моќ на  разложување (и преку 5000/mm),висока осетливост( во области со J/cm2 ),широка област на спректрална осетливост( цел видлив спектар), едноставно производство, едноставна и нетоксична хемиска обработка, висока стабилност на атмосверски услови и ефекти на UV зрачење. Таков материјал не постои, затоа до денес се врши стална потрага по нови и подобри материјали. Да се сконцентрираме на материјалите од биолошко потекло, како што се: желатин, пулулан, декстран, албумен... Со додавање  јон на хромот , и органски бои, како и аденватна хемиска обработка, материјалите стануваат фотоосетливи со добри холографски особини. Основен материјал е полимерот, кој во присуство на хром и под дејство на светлина може додатно да се полимеризира правејќи големи вкрстено полимеризирани ланци. Органските бои како што се еозинот,  родаминот, ја менуваат областа на спектралната осетливост. Сето тоа ги менува оптичките, хемиските и механичките особини на материјалите, правејќи ги погодни за снимање холограми. Со оглед на тоа дека осетливоста на материјалите е локализирана на молекулско ниво, просторното  разложување е многу големо( за  разлика од среброхалогенидната емулзија, каде што  разложувањето зависи од големината на кристалот среброхалогенид). Најстар материјал со овие особини е дихромиран желатин, кој се појавил уште од 19тиот век, како материјал за копирање на фотографии. Овој материјал се одликува со осетливост во плаво-зелениот дел од спректарот и појавување на интензивен површински  релјеф. Во областа холографија почнал да се користи многу  рано и сеуште е материјал на кој се добиваат холограми со извонреден квалитет. Се претпоставува дека квалитетот е поради тоа што во внатрешноста на материјалот се образуваат микропукнатини, каде што  разликата помеѓу индексите на прекршување е многу голема, што пак доведува до голема амплитудна модулација. Од гледна точка на холографијата, тоа значи  јасна и интензивна тридимензионална слика(стручно кажано, материјалот има голема дифракциона ефикасност). Исто така, карактеристичен материјал е пулулан, полисахарид, кој е продукат од бактеријата Aureobasidium pullulans. Додавајќи хром , со многу поголема концентрација од дихромираниот желатин, се добива материјал со зголемена осетливост. За  разлика од дихромираниот желатин, на пулуланот се добиваат холограми со многу изразен површински  рејлеф(со длабочина до 100 nm). Припремите и

16

хемиската обработка се исто така едноставни, а атмосферската стабилност на пулуланот е извонредна во споредба со класичниот дихромиран желатин. Постигнати се и високи дифракциони ефикасности ( и до 80%), при што материјалот е многу погоден како за холографија, така и за формирање нано структури.

Bliska idnina Kon krajot na 1999godina „Lucent”, sopstvenikot na „Bell Labs” i „Imation Corp.”, proizveduva~ot na sistemi za ~uvawe na podatoci, sklopile dogovor za proizvodstvo na prviot holografski medium koj }e izleze na pazarot. Se obe}a kapacitet „ne pomal od 125 GB”, na disk so golemina na sega{nite CD i DVD diskova (5,25 in~i). Pokraj toa {to ima nekolku desetina pati pogolem kapacitet od DVD (4,7 GB), holografskiot disk }e ima i okolu 25 pati pogolema brzina na prenos od nego. Kako {to izjavile vo Belovite laboratorii, slednata generacija na diskovi }e imaat kapacitet okolu 1 terabajt (1 TB = 1.024 GB) i okolu 150 pati pobrz prenos na podatoci od dene{noto DVD.

Zaklu~ok  Interferometriskite tehniki (HI, ESPI, DMI, SG, OCT,LUI i drugi) se perspektivni metodi. Brziot tehnolo{ki razvoj ovozmo`uva optimizacija na metodite, otvara novi mo`nosti za nivni primeni. Zna~aen broj na proizvoditeli denes vo svetot nudat eftini komercijalni sistemi so strogo definirani nameni, {to ovozmo`uva nivna golema primena. Иако холографијата овозможува  решавање на многу проблеми во физиката и техниката, самата нејзина постапка е  релативно сложена и скапа. Затоа холографијата се применува само тогаш кога другите подобро прилагодени методи не можат да постогнат подобри резултати. Во примена се најинтересните и најбараните “dot-matrix” холограми, интегрирани точка по точка на начин кој  ја исцртува сликата на матричен принтер. Нивната најчеста примена е зачувување на многу важни информации како што се ингормациите на пасошите, личните карти и кредитните картички. Холографијата е истовремено наука, вештина, занает, уметност, но и значајна индустриска

17

гранка. Целата област за холографијата е основа на светлоста да се однесува слично како бранови на вода. Уште една предност на холографијата спрема фотографските постапки е дека холограмот поминува само низ процес на развивање, а од настанувањето на фотографијата или дијапозитивот мора да се изведат две хемиски постапки- развивање на негативот и потоа пресликување на негативот во позитив, па развивање на самиот позитив. Постојат многу техники за тродимензионалного претставување на слики или објекти во големи простори за претставување на некои големи проекти како што се претставуваните проекри на видео бимовите. Меѓутоа овие техники се скоро невозможни во права смисла на зборот бидејќи не постојат совршени механизми што го овозможуваат тоа, туку постојат 3D монитори кои содржат специфични електрооптички карактеристики што одговараат на барањето на тродимензионалното претставување.

18

K ORISTENA

LITERATURA

1. HTTP:// HR.WIKIPEDIA.ORG /WIKI /H OLOGRAFIJA #S NIMANJE _ HOLOGRAMA 2. Lasers and Holography (Dover books explaining science) Winston E. Kock 

3. The Complete Book of Holograms: How They Work and How to Make Them

Joseph Emil Kasper 

19

20