FAQ и глоссарий по голографии
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос: какие применения есть у голограмм?
Голограммы применяются в науке, технике и искусстве. Вы можете видеть голограммы на упаковках некоторых продуктов и обложках журналов. Голограммы есть на кредитных карточках, удостоверениях, и даже на одежде, чтобы обеспечить защиту от подделки. Машинно-генерируемые голограммы позволяют инженерам и проектировщикам наблюдать их творения в трехмерном виде.
Голография также используется на предприятиях для контроля качества в течение производства. Это так называемый голографический неразрушающий контроль. Голограммы используются в некоторых самолетах гражданской и военной авиации. Эти голограммы дают пилоту возможность оценки критической информации, когда он смотрит в окно кабины.
Художники используют голографию для артистического выражения. Многие художники чувствуют, что трехмерное пространство и чистый свет, которые предлагает голография, позволит им передавать образы, которые никогда не были столь возможны с традиционными средствами отображения.
Вопрос: какие регистрирующие материалы используются в голографии?
Существуют различные материалы для записи голограмм:
Галогенидосеребряные эмульсии на стеклянных пластинках и пленках. Это традиционный материал, подобный эмульсии в фотографии, но намного более высокого разрешения. Он прекрасно подходит для настенных голографических картин, портретов и др.
Существуют голограммы, сделанные на специальной желатиновой эмульсии ( бихромированной желатине или БХЖ ), герметизированной между двумя стеклянными пластинами или пленками. БХЖ главным образом используется в небольших украшениях, часах и кулонах. На этом материале получаются очень яркие и резкие изображения.
Штампованные (обычно " радужные ") голограммы изготавливаются на пластике с металлической подложкой. Такие голограммы обладают самой низкой стоимостью и большими тиражами. Они используются на кредитных картах, в защитных целях, на этикетках и т.д. Штампованные голограммы часто кажутся многоцветными.
Фотополимер - относительно новый материал на гибкой подложке. Прост в обработке и позволяет записывать очень яркое изображение. Используется для ярких настенных голограмм, брелоков, защитных голограмм и т.д. Может быть прозрачным - это открывает новые возможности.
Вопрос: действительно ли каждая часть разбитой голограммы хранит информацию обо всем изображении?
Нет, каждая часть разбитой голограммы позволяет вам увидеть изображение в собственной уникальной перспективе. Представьте, что голограмма - окно. Когда вы смотрите в окно, вы видите, что находится с другой стороны. Если вы закрасите окно с одной стороны черной краской и процарапаете где-нибудь отверстие в краске, достаточно большое, чтобы смотреть через него, вы сможете увидеть все, что происходит за окном. Как будто смотрите в глазок. Если процарапать другой глазок где-нибудь еще на этом окне, вы по-прежнему будете видеть все, но в другой перспективе. Подобно этому, каждый осколок голограммы имеет свою точку обзора. Поэтому, если у вас есть два осколка с противоположных сторон голограммы, а на голограмме записан объект, который выглядит по-разному с противоположных сторон, одна часть может позволить увидеть вам только одну из этих сторон, в то время как другая часть позволит рассматривать другую сторону. Так, можно говорить, что каждая часть голограммы хранит информацию о целом изображении, но с собственным углом обзора. Никакие две части не дадут вам одинаковое представление об объекте, снятом на голограмму.
Вопрос: как называются изображения, которые появляются в голограмме?
Есть несколько общих названий у голографических изображений:
Если изображение находится за пластинкой голограммы, как будто вы видите его за окном, оно называется мнимым (виртуальным) . Если изображение находится перед пластинкой, оно называется действительным (реальным) , будто бы оно оставило "виртуальный" мир внутри и "вышло" в реальность. Поверните голограмму другой стороной, и изображение, которое выйдет "изнанкой" из голограммы, будет называться псевдоскопическим . Поверните голограмму назад, и изображение, которое вы будете наблюдать внутри нее, будет называться ортоскопическим . Изображение может быть псевдоскопическим и реальным или ортоскопическим и виртуальным. Или наоборот. Изображение может быть реальным и виртуальным одновременно, если часть его находится "за" пластинкой голограммы, а часть вынесена "перед" ней. Изобразительные голограммы зачастую записываются так, что сочетают в себе ортоскопические и псевдоскопические изображения.
Вопрос: как записывают голограммы, в которых изображение вынесено перед голографической пластинкой?
Как было упомянуто в предыдущем ответе, изображения, которые вынесены перед плоскостью пластинки, называются действительными изображениями. Голограммы с мнимым изображением используются как мастер-голограммы (т.е. своего рода негативы) для голограмм с действительным изображением. Чаще всего голограммы с действительным изображением - голограммы голограмм. Основная идея состоит в том, что негатив негатива - позитив. Обычно, когда делается голограмма, она представляет собой ортоскопическое мнимое изображение. Если вы перевернете пластинку с этим ортоскопическим мнимым изображением, вы увидите псевдоскопическое (изображение наизнанку) и действительное (впереди пластинки) изображение, так как с его поворотом пространственные соотношения в нем меняются на противоположные. Если использовать эту голограмму для записи второго изображения, то результат будет псевдоскопическим и мнимым. Если вы затем перевернете получившуюся пластинку, изображение станет ортоскопическим и действительным, т.е. будет вынесено из голограммы.
Вопрос: возможно ли изготовить голограмму моей любимой фотографии?
И да, и нет. Возможно сделать голограмму с фотографии, но фотография содержит 2-х мерную информацию об изображении, поэтому на голограмме это изображение также будет выглядеть плоским. Оно будет выглядеть всего лишь как плоская фотография, "плавающая" в пространстве снаружи или внутри голографической пластинки. Третье, отсутствующее измерение фотографии не может быть восстановлено при помощи голографической съемки.
Вопрос: можно ли голографическое изображение увеличить или уменьшить?
Это возможно, но такая операция требует очень сложного и дорогого оборудования. По этой причине изображения чаще всего снимаются в масштабе 1:1.
Вопрос: почему ваши голограммы монохромные и есть ли в голографиии цвет?
Большинство голограмм сделано в одном цвете - подобно черно-белой фотографии. Типичный зеленовато - желтый цвет голограммы формируется за счет интерференции белого света на голографической эмульсии, вариации цвета (от красноватого до сине-зеленого) возникают в процессе обработки голограммы.
Многоцветные голограммы существуют, но поскольку они чрезвычайно сложны в изготовлении и требуют больших затрат времени и средств, они все еще редки и дороги.
Вопрос: как долго голограмма сохраняет свои свойства?
Голограмма сохраняет свои свойства очень долго, и при надлежащем обращении переживет любые фотографии или печатные издания.
Вопрос: как правильно рассматривать голограмму?
Если вы купили вашу изобразительную голограмму в одном из магазинов, то скорее всего это - отражательная голограмма, видимая в белом свете. Отражательные голограммы популярны потому, что их можно красиво оформить и повесить на стену. Чтобы рассматривать отражательную голограмму, вы должны расположить рядом источник света. Этот источник обычно располагается на потолке или стене. Можно также использовать одну из недорогих "ламп-прищепок".
Необходимо разместить вашу голограмму на стене на удобной высоте с таким условием, чтобы ее могли рассматривать и взрослые и дети. Для высокого человека наклониться намного проще, чем вытянуться вверх ребенку. Оптимальная точка, где находится центр вашей голограммы, должна быть в районе 150-170 см от пола.
Источник света должен освещать голограмму под начальным углом приблизительно 45 градусов. Различные голограммы освещаются под разными углами, но 45 градусов - оптимальный угол для начала. Зафиксируйте угол освещения и отойдите на расстояние около 2 м от стены, чтобы рассмотреть голограмму. Отрегулируйте угол, пока не добьетесь лучшего освещения голограммы.
Очень важно, каким будет источник освещения. Лучше всего подходит галогеновая лампочка с рефлектором. Если использование галогеновой лампы невозможно, вы должны использовать обычную яркую лампу. Важно, чтобы эта лампочка была яркой и не матовой. Матовый источник света размоет изображение. Также нельзя использовать никакие люминесцентные лампы, "лампы дневного света".
Если вы хотите поставить вашу голограмму на столе, то осветите ее под углом 45 градусов лампочкой настольного светильника. Важно, чтобы источник света был ярким и практически точечным.
Глоссарий
Ангстрем: одна десятимиллиардная метра; десятая часть нанометра, обозначение A.
Аргоновый лазер: непрерывный газовый лазер, который способен излучать свет в различных длинах волн синего и зеленого диапазонов, обычно более мощный и дорогой, чем гелий-неоновый лазер.
Возбужденное состояние: состояние электрона, в котором он поднят на более высокий энергетический уровень некоторой внешней силой. В лазере такая сила - электрическая энергия от источника питания.
Временная когерентность: состояние, в котором световые волны являются монохроматическими, т. е. на протяжении своегопериода волны проходят данную точку в пространстве за одно и то же время.
Гелий-неоновый лазер: непрерывный газовый лазер, который может излучать свет в видимой красной области - 632,8 нм; недорогой и наиболее распространенный лазер для голографии.
Герц: единица частоты в международной системе единиц.
Голограмма: фотография интерференционной картины, которая содержит информацию об интенсивности и фазе света,отраженного объектом. Когда голограмма освещена под правильным углом достаточно когерентным источником, она восстанавливает волну, которая является идентичной в амплитудном и фазовом отношении волне, отраженной от снятого на голограмму объекта. В результате можно наблюдать трехмерное изображение объекта.
Голография: техника фиксирования на фоточувствительном материале изображения объекта, которое содержит амплитуду, длину волны и фазу света, отраженного объектом. Результат - трехмерное изображение этого объекта.
Двухлучевая схема: голографическая схема, в которой опорный и объектный лучи проходят различные пути и попадают на фоточувствительный материал под разными углами.
Действительное (реальное) изображение: изображение, которое возникает в голограмме со стороны наблюдателя.
Деструктивная интерференция: результат сложения когерентных волн света, когда пик одной волны совпадает с провалом другой. Более высокая амплитуда пика компенсируется более низкой амплитудой провала. Это часто происходит, когда световые волны находятся не в фазе.
Длина волны: расстояние между двумя ближайшими точками волны, находящимися в одинаковой фазе.
Импульсный рубиновый лазер: твердотельный лазер, основа которого - рубиновый стержень, состоящий из окиси алюминия с примесями небольшого количества хрома. При определенном возбуждении и усилении рубин испускает свет в видимой красной области. В импульсном режиме лазер может испускать пакеты световой энергии длительностью 20 миллиардных секунды или 20 наносекунд. Таким образом, использование рубинового и некоторых других импульсных лазеров позволяет устранить влияние движения объекта съемки в голографии.
Инверсия населенности: состояние, в котором преобладающее большинство электронов находится на более высоком энергетическом уровне, чем основное состояние; условие работы лазера.
Интерференционная картина: картина из тончайших светлых и темных полос, образованная конструктивной и деструктивной интерференцией световых волн. Может быть зафиксирована в эмульсии светочувствительного материала.
Когерентность: понятие подразумевает определенные фазовые отношения (т.е. постоянные во времени или меняющиеся по строго определенному закону) между световыми волнами или волнами другого излучения.
Колебание: периодическое изменение величины энергии, содержащейся в электрической, атомной или механической системе.
Конструктивная интерференция: результат сложения когерентных волн света, например, когда гребни волн совпадают.
Криптон-аргоновый лазер: непрерывный газовый лазер, который способен излучать свет в различных длинах волн красного,синего и зеленого диапазонов, более мощный и дорогой, чем гелий-неоновый лазер.
Лазер: сокращение от английского light amplification by stimulated emission of radiation (усиление света с помощью вынужденного излучения). Источник когерентного света, интенсивный пучок которого образуется при помощи резонансных методов.
Мнимое (виртуальное) изображение: изображение, которое появляется в пространстве позади голограммы.
Мода: одно из нескольких возможных состояний колебания, которое может происходить в резонансной системе.
Мультиплексная голограмма: тип голограммы, которая получается путем пересъемки большого количества фотографий голографическим способом; интегральная фотография; обычно имеет только горизонтальный параллакс.
Нанометр: одна миллиардная метра, 1х10-9 метра.
Непрерывная волна: в отношении лазера это означает, что испускаемая им энергия непрерывна; непрерывный лазер может быть включен и выключен как обычная лампочка, в отличие от, скажем, рубинового лазера, который испускает энергию в импульсах, длительность которых зачастую меньше чем одна миллиардная секунды.
Объектный (предметный) пучок (луч): часть лазерного пучка, которая направлена на объект голографической съемки, и которая впоследствии измененяется или модулируется объектом до интерференции с опорным пучком на фоточувствительном материале.
Объем когерентности: тот объем пространства, в котором может быть помещен объект съемки, и в котором, как ожидается, можно будет записать голограмму; определятется разностью оптических путей объектного и опорного пучков; также определятся как длина когерентности или глубина.
Объемная голограмма: тип голограммы, в которой угол между объектным и опорными лучами равен или больше 90 градусов.Все отражательные голограммы - объемные голограммы.
Однолучевая схема: голографическая схема, в которой опорный и объектный лучи проходят большую часть пути вместе и попадают на фоточувствительный материал под одинаковым углом.
Опорный пучок (луч): часть лазерного пучка, которая не подвергается воздействию объекта голографической съемки.
Ортоскопическое изображение: восстановленное изображение, в котором сохраняются те же самые пространственные отношения объектов, какими они были при съемке на голограмму; обычно мнимое изображение.
Основное состояние: самое низкое энергетическое состояние атомной или молекулярной системы.
Отражательная голограмма: тип голограммы, которая получается в результате интереференции объектного и опорного лучей, при их падении на разные стороны голографической пластины или пленки. Чтобы рассматривать восстановленное изображение, необходим некогерентный свет, отражающийся от голограммы к наблюдателю.
Плоская волна: волна, в которой всем точкам, лежащим в любой плоскости, перпендикулярной направлению ее распространения соответствуют одинаковые напряженности электрических или магнитных полей (для электромагнитного излучения). Опорный луч по существу - плоская волна.
Поглощающая голограмма: голограмма, дифракция света в которой происходит на небольших участках металлического серебра экспонированной галогенидосеребряной эмульсии.
Поперечная волна: волна, распространяющаяся в направлении, перпендикулярном к плоскости, в которой лежат векторы электрического и магнитного поля (для электромагнитной волны).
Псевдоскопическое изображение: восстановленное изображение, в котором пространственные отношения объектов полностью противоположны тем, которые были между ними при съемке на голограмму; обычно действительное изображение.
Пропускающая голограмма: тип голограммы, которая получается в результате интерференции объектного и опорного лучей при их падении на одну и ту же сторону голографической пластины или пленки. Чтобы рассматривать восстановленное изображение, необходим частично когерентный фильтрованный или когерентный лазерный свет, проходящий через голограмму.
Пространственная когерентность: состояние, в котором световые волны, проходящие через пространство, не обязательно совпадают по частоте, но находятся в фазе.
Радужная голограмма: голограмма, которая представляет собой микрорельефную структуру, то есть набор периодических канавок размером в доли микрона. Свет, падая на такую структуру, отражается не как от зеркала, а подвергается эффекту дифракции, т. е. отражается в другом направлении и дает “радужную” окраску.
Резонансная полость: полость или включение, чье строение и физические характеристики позволяют проходить через нее волнам только определенной частоты.
TEM: самая низкая мода колебаний в лазере; предпочтительна, потому что является наиболее стабильной и дает максимально однородное освещение.
Фаза: та часть периода или цикла, в течение которого волна прошла из произвольной точки, например, самого высокого пика в амплитуде волны, к следующему пику после прохождения через ноль.
Фазовая голограмма: голограмма, в которой свет испытывает рефракцию, преломляется из-за различных толщин прозрачнойэмульсии; обычно отбеленная пропускающая голограмма.
Фотон: квантовый (дискретный) пакет электромагнитного излучения.
Шум: любое нежелательное возмущение или паразитный сигнал.
Электромагнитное излучение (ЭМИ): может быть определено как излучение, сочетающее электрические и магнитные поля, распространяющихся в пространстве со скоростью приблизительно 300 000 км в секунду. Видимая область (свет) - очень небольшая часть полного ЭМ спектра.
Электрон: стабильная элементарная частица, имеющая отрицательный заряд. Электронные орбиты находятся на определенном расстоянии от ядра атома. Если электрон соответствует более высокому энергетическому уровню, то есть находится дальше от ядра, то при переходе на более низкий энергетический уровень, т.е. ближе к ядру, электрон выделит энергию. Эта энергия иногда - видимый свет.
Эталон: оптический компонент, иногда используемый в лазере, чтобы отфильтровать все другие моды и обеспечить строгую монохроматичность и, таким образом, добиться увеличения объема когерентности.
Главная История Изготовление Видео-перенос Фото FAQиГлоссарий Контакты
Copyright © 2010 Tolya4iy | Голограммы в Астрахани