Holografi

BAB 13 HOLOGRAFI

PENDAHULUAN

Holografi adalah salah satu dari banyak bidang yang berkembang memperlihatkan keberhasilannya dengan laser. Meskipun teknik ini ditemukan pada tahun 1948 sebelum munculnya sinar laser koheren oleh ilmuwan Inggris Dennis Gabor, jaminan keberhasilan ini dimungkinkan oleh laser. Emmett Leith dan Juris Upatnieks di University of Michigan pertama sinar laser diterapkan untuk holografi pada tahun 1962 dan juga memperkenalkan teknik off-axis penting pencahayaan yang kami jelaskan saat ini.

Peningkatan spektakuler dalam fotografi tiga dimensi dimungkinkan oleh hologram telah menimbulkan minat yang tidak biasa di kalangan non-ilmiah juga, sehingga aplikasi cepat memperbanyak holografi hari ini juga mencakup penggunaannya dalam seni dan periklanan.

13.1 KONVENSIONAL VERSUS HOLOGRAFIK FOTOGRAFI

Kami menyadari bahwa foto konvensional adalah versi dua dimensi dari adegan tiga dimensi, membawa ke fokus setiap bagian dari adegan yang berada dalam kedalaman bidang lensa. Akibatnya foto itu tidak memiliki persepsi kedalaman atau paralaks yang kita melihat adegan kehidupan nyata. Sebaliknya, hologram memberikan catatan adegan yang melindungi kualitas ini. Hologram berhasil efektif "pembekuan" dan melestarikan untuk kemudian pengamatan wavefront rumit cahaya yang membawa semua informasi visual dari adegan. Dalam melihat hologram, wavefront ini direkonstruksi atau dibebaskan, dan kami melihat apa yang akan kita lihat jika ada di gambar aslinya melalui "jendela" didefinisikan oleh hologram. Direkonstruksi wavefront memberikan persepsi kedalaman dan paralaks, memungkinkan kita untuk melihat di sekitar tepi obyek untuk melihat apa yang di belakang. Ini dapat dimanipulasi oleh lensa, misalnya, dalam cara yang sama seperti muka gelombang aslinya . Jadi "hologram" sebagai etimologi menunjukkan, termasuk "seluruh pesan".

Kualitas kehidupan nyata gambar disediakan oleh hologram berasal dari pelestarian informasi yang berkaitan dengan fase wavefront selain amplitudo atau radiasi . Alat perekam seperti film fotografi biasa dan pho - tomultipliers sensitif hanya untuk energi radiasi yang diterima . Dalam sebuah foto yang dikembangkan , misalnya , kepadatan optik emulsi pada setiap titik adalah fungsi dari energi optik menerima ada karena reaksi kimia peka cahaya yang mengurangi perak untuk bentuk logam. Ketika energi saja dicatat , hubungan fase gelombang datang dari arah yang berbeda dan jarak , dan karenanya lifelikeness visual adegan , hilang . Untuk merekam hubungan ini fase juga, perlu untuk mengubah informasi menjadi informasi amplitudo fase . Interferensi gelombang cahaya menyediakan sarana yang diperlukan . Ingatlah bahwa ketika gelombang mengganggu untuk menghasilkan amplitudo yang besar , mereka harus berada di fase , dan ketika amplitudo minimum , gelombang yang keluar dari fase , sehingga berbagai kontribusi efektif membatalkan satu sama lain . Jika muka gelombang cahaya dari adegan dibuat untuk mengganggu dengan muka gelombang referensi yang koheren , maka , pola interferensi yang dihasilkan mencakup informasi mengenai hubungan fase setiap bagian dari muka gelombang dengan gelombang referensi dan , oleh karena itu, dengan setiap bagian lainnya . Situasi ini kadang-kadang digambarkan dengan mengacu pada gelombang referensi sebagai gelombang pembawa yang dimodulasi oleh gelombang sinyal dari tempat kejadian . Bahasa ini memberikan perbandingan berbuah dengan teknik komunikasi gelombang radio.

Dalam fotografi konvensional lensa yang digunakan untuk fokus ke adegan film. Semua cahaya yang berasal dari satu titik tempat kejadian dan dikumpulkan oleh lensa difokuskan ke titik konjugasi tunggal dalam gambar. Kita dapat mengatakan bahwa hubungan satu-ke-satu ada antara objek dan titik gambar. Sebaliknya, hologram dibuat, seperti akan kita lihat, tanpa menggunakan lensa atau perangkat fokus lainnya. Hologram adalah pola interferensi kompleks mikroskopis pinggiran spasi, bukan gambar dari adegan. Setiap titik hologram menerima cahaya dari setiap titik dari adegan atau, dengan kata lain, setiap titik objek menerangi seluruh hologram. Tidak ada satu-ke-satu korespondensi antara titik obyek dan poin dalam wavefront sebelum terjadi rekonstruksi. Hologram adalah catatan wavefront ini.

13.2 HOLOGRAM SUATU SUMBER TITIK

Untuk melihat bagaimana proses yang direalisir dalam praktek, kedua-duanya membuat hologram dan menggunakan hologram itu untuk merekonstruksi peristiwa yang asli, kita mulai dengan contoh sangat mendasar, hologram suatu sumber titik. Di dalam gambar 13-1a, ketika pesawat terbang naik fron gelombang dari radition monokromatik menerangkan suatu plat fotografis. sebagai tambahan, fron gelombang berbentuk bola menjangkau plat setelah menyebar dari titik benda O. Plat, ketika dikembangkan, kemudian menunjukkan satu rangkaian cincin gangguan campur tangan sepusat tentang X sebagai pusat. Titik P jatuh pada atas cincin seperti contoh, jika memastikan bahwa berkas cahaya sebagai acuan cahaya fron gelombang tiba di P sejalan dengan berkas cahaya pokok yang terserak. Plat yang dikembangkan disebut suatu gabor zone plate-or lensa zone-dengan lingkar memancarkan zone, transmitans adalah suatu benda yang secara berangsur-angsur mempunyai bermacam-macam fungsi radius.

Gambar 13.1 hologram yang dibangun suatu sumber titik O (a) dan yang digunakan untuk merekonstruksi fron gelombang (b). dua gambaran dibentuk rekonstruksi

Gabor zone plat (zona lensa) disebut suatu sinusoidal pekerjaan terali lingkar sebab rapat optis, dan oleh karena itu transmitans pekerjaan terali, bervariasi ketika cos² r² sepanjang pola teladan pada zona radius.

plat sinusoidal ini adalah, sesungguhnya, suatu hologram titik O. hologram sendiri adalah satu rangkaian rumbai interferensi lingkar yang tidak menyerupai obyek, tetapi obyek yang mungkin adalah direkonstruksi, seperti di figur 13-1b, dengan penempatan hologram kembali ke acuan bearn tanpa kehadiran obyek O. sama halnya dengan cahaya diarahkan dari O mula-mula bertentangan dengan acuan bearn untuk menghasilkan zona cincin, sehingga acuan yang sama oleh Bearn kini diperkuat diffraction dari cincin sepanjang arah yang berbeda/ menyimpang dari titik O yang sejenisnya. Titik O dengan begitu menempatkan suatu santir maya titik benda yang asli yaitu O, melihat pada rekonstruksi dengan mempelajari hologram. Kondisi untuk penguatan harus pula dicukupi oleh suatu titik dengan hitungan detik pada sisi jalan keluar hologram, suatu titik I  itu secara simetris ditempatkan dengan O sehubungan dengan itu. Yang jelas satuan jarak dari I kepada consective zone satifies hubungan geometris yang sama ketika bersesuaian jarak dari zona O. Dengan begitu cahaya yang berdifraksi juga memusat untuk menunjuk I, suatu santir nyata tentang titik benda asli O bahwa dapat dipusatkan ke suatu layar. Jika, di dalam pembuatan hologram ini, titik benda O dipindahkan lebih jauh pergi, radius dari tiap peningkatan zona. karena suatu off-axis menolak pada ketidak terbatasan, zona adalah rumbai interferensi paralel langsung. hologram kemudian adalah suatu memarut hologram, yang dibentuk oleh persimpangan dua fron gelombang wahana cahaya yang tiba di plat sepanjang arah berbeda, pekerjaan terali hologram dibahas lebih lanjut pada bab 17. Seperti diterangkan disana, semakin besar sudut maka semakin besar [a] fron antar gelombang, yang sangat lembut pengaturan jarak rumbai interferensi. Dari pinggiran paralel yang lurus dan melingkar ditengah mendiskusikan dapat dilihat seperti kasus khusus dua gangguan campur tangan sumber titik, yang diamati wahana yang tegak lurus dan paralel, berturut-turut, kepada poros yang bergabung ke poin-poin itu. ( lihat diskusi yang berkenaan dengan figur 10-5). kapan titik benda O digantikan oleh suatu obyek diperluas atau pristiwa tiga dimensional, masing-masing titik menghasilkan gabor zone sendiri mempola pada film. Hologram kini suatu montase zone yang kompleks di mana adalah semua informasi fron gelombang dari peristiwa. Pada rekonstruksi, masing-masing satuan zona menghasilkan riil sendiri dan santir maya, dan peristiwa yang asli direproduksi. satu pada umumnya memandang santir maya dengan mempelajari hologram. Gambar 13-1b menunjukkan bahwa ketika mengamati santir maya dengan cara ini, cahaya yang tidak diinginkan yang membentuk santir nyata  adalah juga diinterupsi. Leith dan Upatnieks memperkenalkan suatu off-axis teknik, menggunakan satu atau lebih cermin untuk membawa masuk acuan Bearn dari suatu sudut berbeda, sedemikian sehingga arah fron gelombang sebetulnya dan nyata yang direkonstruksi dipisahkan. 1" dengan tepat, transmitans dapat dinyatakan ketika A+B cos(teta)di mana A, B dan a  adalah konstan. Lihat masalah 13-12.

Dua jenis dasar  hologram yang dibahas pada paragrap sebelumnya adalah plat zona Gabor dan holographic grating, sesuai dengan object titik pada suatu jarak terbatas dan pada suatu jarak tanpa batas dari plat, yang berturut-turut. jika plat zona Gabor dan holographic grating menyediakan suatu bentuk gelombang jenis transmitans, bertukar-tukar antar [a] maksimum dan minimum, kemudian berbagai gambaran difraksi yang  mungkin. Kekisi difraksi yang umum dikenal dari jenis ini dikenal untuk menghasilkan pesan difraksi dengan m=0,m=1,m=2,yang terbatas oleh sudut lenturan yang maksimum. Plat lensa dengan kekayaan transmisi adalah lempeng mintakat fresnel, yang menghasilkan berbagai titik-api porosnya di luar gabor lempeng mintakat. Dapat ditunjukkan, bagaimanapun, bahwa ketika profil transmitans alur atau zona tidaklah jelas tetapi bervariasi secara terus-menerus, umumnya keterangan mengenai pesan harus dimodifikasi. Khususnya, ketika pekerjaan terali atau zone lingkar adalah karakter sinusoidal, hal itu adalah, profil transmitans mengikuti suatu persamaan a cos² x (grating) atau cos² r² (zona lensa) pemancaran, hanya gambaran pesan pertama yang nampak, sebagai tambahan terhadap Zeroth memesan, pada rekonstruksi. Karena zona melingkar, keduanya first-order gambaran adalah yang nyata dan santir maya dibahas. di dalam pembentukan holograms seperti ditunjukkan gambar 13-1a, pemancaran sinusoidal di film dapat jatuh pada nol pada poin-poin interferensi destruktif ketika isyarat dan berkas cahaya acuan adalah amplitudo sama. emulsi, bagaimanapun, adalah tidak mampu untuk menjawab linierly pada semua pemancaran, bermacam-macam dari nol ke maksimum, sedemikian sehingga film yang dikembangkan akan menunjukkan suatu simpangan transmisi cos² r², dan lebih tinggi pesan difraksi tidak akan ditindas. Dengan pembuatan berkas cahaya acuan itu lebih kuat dari isyarat berkas cahaya, pemancaran yang minimum pada emulsi dapat diangkat kepada tingkatan linier menanggapi karakteristik, suatu variasi di dalam transmitans jenis :

T = T₀ + T_m cos² r²

diproduksi, dan lebih tinggi gambaran pesan penghapusan. bahwa cos² r² transmitans kini dilapisi suatu bukan nol untuk transmitans minimum dan untuk kontras pinggiran adalah sedikit banyak dikurangi.

ketika kita baru saja menunjukkan, amplitudo berkas cahaya acuan dibuat sedikit banyak lebih besar dari rata-rata amplitudo isyarat atau berkas cahaya obyek, sedemikian sehingga gelombang acuan diatur oleh isyarat itu. bahkan ketika isyarat adalah nol, berkas cahaya acuan adalah cukup untuk kekuatan merangsang emulsi di dalam daerah linier yang menjawab energi radiasi. efek variasi di dalam isyarat kekuatan kemudian adalah untuk menghasilkan variasi di dalam kontras rumbai interferensi, sedangkan variasi di dalam tahap (arah) ombak isyarat menghasilkan variasi di dalam mengatur jarak pinggiran dengan begitu itu ada di variasi pengaturan jarak dan kontras pinggiran yang lokal ke seberang hologram yang bersesuaian variasi di dalam amplitudo dan tahap ombak obyek disandikan. tinggi- film resolusi digunakan untuk catatan informasi.

13.3 HOLOGRAM DARI OBJEK YANG DIPERPANJANG

Salah satu teknik hologram banyak untuk memproduksi cahaya pembanding yang keluar sumbu dihubungkan dengan sinar cahaya yang dipantulkan secara difusi dari  kejadian tiga dimensi yang ditunjukkan pada Gambar 13-2a. sebuah gabungan lubang jarum dan lensa  yang digunakan untuk memperluas berkas dari laser. Sinar yang diperluas kemudian dibagi oleh bidang BS setengah memantul untuk menghasilkan dua sinar koheren. Satu berkas, berkas referensi Er, diarahkan oleh dua cermin datar M1 dan M2 ke pelat fotografi, seperti yang ditunjukkan.berkas lainnya. Es, dipantulkan secara difusi dari subjek dan beberapa berka sini, yang kami sebut sinar subjek, juga membentur lapisan, di mana hal itu mengganggu  berkas acuan dan menghasilkan hologram.

Kita sekarang membuat penjelasan kualitatif sebelumnya  menjadi sedikit kuantitatif. Misalkan berkas acuan diwakili oleh kawasan

di lapisan bidang. Amplitudo r = г {х, у) dari berkas acuan dapat
diasumsikan lebih konstan  pada dasar bidang  muka gelombang. Sudut fase  timbul dari sudut  antara bidang lapisan dan muka gelombang dari berkas acuan, seperti ditunjukkan dalam Gambar 13-2b. Jika tepi atas berkas menubruk lapisan di x = 0, maka  adalah fungsi jarak x yang linier sepanjang bidang lapisan, karena

Dengan demikian sudut fase  hanya berhubungan dengan kemiringan  lapisan bidang  relatif terhadap berkas acuan dan muncul sebagai faktor eksponensial dalam Pers. 13-1):

Jika berkas referensi  tidak ada, lapisan ini akan  hanya disinari oleh sinar subyek.

di mana s {x, y) adalah amplitudo dari cahaya yang dipantulkan pada titik-titik yang berbeda dari lapisan dan  ={х, y) adalah fungsi yang rumit karena variasi dalam fase dari cahaya mencapai lapisan dari berbagai belahan subjek. Jika berkas subyek saja yang sendiri, lapisan ini akan menjadi gelap secara proporsional dengan radiasi dari  sinar subjek menghilangkan untuk menyederhanakan faktor konstanta antara pancaran dan amplitude persegi, kita tuliskan

Fungsi radiasi demikian  tidak mencakup informasi mengenai fase  sinar subjek. Dengan sinar referensi juga hadir, namun, jumlah amplitudo Ef di setiap titik dari lapisan subjek ke pendekatan skalar-diberikan oleh

Sehingga

Hasil kali suku kedua (binomial)

Sisi kanan persamaan. 13-6) adalah fungsi dari x dan у jadi bervariasi dari titik ke titik di bidang lapisan. Dua hubungan  sekarang menggabungkan fungsi penting (x, у). Secara eksplisit,

Fungsi radiasi menggambarkan hologram. Ketika lapisan dikembangkan,  
mengirim itu adalah ditentukan oleh I_F. Untuk merekonstruksi gambar dari peristiwa, hologram terletak di sinar referensi lagi, seperti dalam pembentukan hologram (Gambar13-2b).Tentu saja, subyek harus ada. Ketika diterangi oleh berkas acuan, hologram,seharusnya mengirim Fungsi transmitansinya, modulasi keduanya baik amplitudo dan fase dari sinar.Seperti sebelumnya.

Yang dihasilkan berkas yang muncul kemudian dapat dinyatakan, kecuali untuk konstanta, dalam hal ini untuk kawasan Eh oleh

di mana kita telah dikalikan bersama-sama pers. 13-7) dan 13-8). Kita sekarang menafsirkan tiga hubungan dalam Pers. 13-9) sebagai rekonstruksi tiga berkas yang berbeda dari hologram. Setiap berkas juga diilustrasikan pada Gambar 13-3. Istilah pertama,

merupakan berkas pembanding dimodulasi amplitudo tetapi tidak dalam fase. Oleh karena itu muncul seperti peristiwa sinar dan hologram melewati tanpa penyimpangan. Dalam analogi dengan kisi-kisi hologram, itu sesuai dengan difraksi orde ke nol. Istilah kedua adalah

Yang menggambarkan sinar subyek, amplitudo-dimodulasi oleh faktor r ². Jadisinar merupakan bidang gelombang yang direkonstruksi dari subjek,  yang membuat sudut sama yang relatif terhadap sinar acuan. Karena sinar ini pada dasarnya adalah sinar subyek, itu tampaknya datang dari subjek. Oleh karena itu menyimpang pada muncul dari hologram, seolah-olah datang dari gambar virtual belakang hologram. Gambar virtual ini adalah apa yang sebenarnya kita lihat.

 

Istilah ketiga diberikan oleh

dan merupakan berkas subyek,yang termodulasi di kedua amplitudo dan fase. berkas ini merekonstruksi sinar subjek Pers. 13-4) tapi dengan fase pembalikan. Setiap ketertinggalan fase di Es sekarang muncul sebagai muka fase. Gambar terbalik. Karena fase pembalikan, sinar awalnya divergen menjadi konvergen dan fokus sebagai bayangan nyata pada sisi tampilan hologram. Faktor , bila dibandingkan dengan hubungan fase dalam Pers. 13-3)​​, menunjukkan perpindahan arah sudut gambar dengan 2α relatif terhadap normal bidang lapisan. Perhatikan bahwa system sumbu putus – putus  yang digambarkan dalam Gambar 13-2a menghasilkan hologram di mana dua orde pertama sinar terpisah dalam arah satu sama lain dan sinar orde 0. Gambar virtual itu dapat diamati dengan jelas, tanpa kebingungan dari sinar lainnya.

Hologram terbuat dari objek diperpanjang menunjukkan fitur penting yang sama seperti hologram dari titik objek. Fotografi oleh holografi adalah dua proses langkah. Ingatlah bahwa dalam pembuatan hologram, ada lensa yang digunakan, dan kehadiran berkas acuan itu sangatlah penting. Cahaya harus memiliki koherensi temporal yang cukup sehingga perbedaan lintasan antara dua sinar tidak melebihi panjang koherensi cahaya, tetapi juga harus memiliki koherensi spasial yang memadai sehingga sinar koheren dibawa sebagian dari muka gelombang yang dibutuhkan untuk mencakup peristiwa ini. Tentu saja, Sistem hologram harus bebas bergetar  dalam sebagian kecil pecahan dari panjang gelombang cahaya saat pencahayaan, suatu kondisi yang mudah memenuhi bila daya getaran laser tinggi dalam durasi sangat pendek digunakan untuk menghentikan gerakan yang tidak diinginkan.

Sebuah tampilan tiga dimensi objek dari semua sisi dapat diproduksi pada lapisan holografik yang melilit objek pada formulir silinder, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 13-4. Cahaya mencapai film baik secara langsung maupun dengan bantuan cermin di akhir silinder (berkas acuan) dan oleh cahaya tersebar dari obyek.Bila dilihat dalam kondisi sama, hologram 360 ° menghasilkan pemandangan ikan dari semua sisi.

13.4 PROPERTI HOLOGRAM

Seperti yang dijelaskan sebelumnya, seluruh hologram menerima cahaya dari setiap titik obyek dalam adegan. Akibatnya, bagian manapun dari hologram berisi informasi dari seluruh adegan. Jika hologram dipotong menjadi kotak kecil, masing-masing persegi adalah hologram dari seluruh adegan, meskipun penurunan aperture menurunkan resolusi im-usia. Situasi ini sama seperti ketika melihat melalui kecil, aperture persegi ditempatkan di depan jendela. Adegan yang sama dipandang, meskipun dengan sedikit bervariasi perspektif, seperti pembukaan tersebut akan dipindahkan ke bagian yang berbeda dari jendela. Setiap tampilan selesai, menunjukkan baik kedalaman dan paralaks. Properti lain yang menarik dari sebuah hologram adalah bahwa cetak kontak dari hologram, yang simpang susun daerah optik padat dan transparan, memiliki sifat yang sama digunakan. "Negatif" dari hologram mengubah kontras atau tidak pinggiran jarak, dan karenanya tidak mengubah informasi yang tersimpan. Selain itu, hologram mungkin berisi jumlah eksposur yang terpisah, masing-masing diambil dengan film pada sudut yang relatif berbeda dengan balok referensi dan dengan panjang gelombang cahaya yang berbeda. Pada rekonstruksi, setiap adegan muncul dalam cahaya sendiri jika dilihat sepanjang arah adegan asli, tanpa campur tangan bersama.

13.5 HOLOGRAM TERANG-GELAP

Jika hologram Gambar 13-3 dilihat dalam sinar referensi warna yang berbeda dari yang digunakan dalam konstruksi dapat ditunjukkan bahwa citra ikan akan muncul pada sudut yang berbeda. Hologram, seperti kisi-kisi hologram beroperasi sebagai elemen menyebar. Jika balok referensi cahaya putih. Oleh karena itu, gambar terus mengungsi karena daerah spektral yang berbeda tumpang tindih cahaya dan menghasilkan blur berwarna. Dengan memproduksi hologram yang membatasi kemungkinan pandangan sudut subjek untuk satu melalui celah horisontal, kebingungan gambar berkurang. Dalam rekonstruksi hologram menciptakan citra baik dalam cahaya putih. Virtual gambar sekarang muncul berwarna. Warna tertentu terlihat tergantung pada arah sepanjang yang hologram dipandang sebagai kepala dipindahkan sepanjang garis vertikal . Hologram seperti ini disebut hologram pelangi. Karena pandangan sekarang dibatasi dengan apa yang akan melihat dengan melihat subjek melalui celah horisontal ditempatkan di depannya, hologram pelangi mereproduksi paralaks horisontal tetapi menderita kehilangan paralaks vertikal. Hologram ini dapat dilihat dalam cahaya yang dipantulkan oleh lapisan sisi belakang hologram dengan lapisan tipis aluminium  yang kemudian berfungsi sebagai cermin untuk mengarahkan cahaya putih kembali melalui hologram.

Ketika ketebalan emulsi besar dibandingkan dengan jarak pinggiran, hologram dapat dianggap sebagai hologram tiga dimensi atau volume. Pinggiran interferensi sekarang permukaan gangguan dalam emulsi yang berperilaku sebagai bidang kristal atom dalam difraksi cahaya, seperti kisi-kisi tiga dimensi. Tidak seperti hologram dua dimensi, hologram volume yang dapat mereproduksi gambar dalam warna asli mereka ketika diterangi dengan cahaya putih. Untuk melihat bagaimana hal ini terjadi, mempertimbangkan pembentukan permukaan gangguan berdekatan dalam emulsi tebal dengan menggunakan subjek yang koheren dan referensi balok dengan sudut terbesar pada Gambar 13-4 . Cahaya mencapai film baik secara langsung maupun dengan bantuan cermin di ujung silinder (balok referensi) dan oleh cahaya tersebar dari obyek. Ketika dilihat di bawah kondisi yang sama, hologram 360 ° menghasilkan pemandangan ikan dari semua sisi

 

                                                                   

                                             E_R                                                                                                        E_S

 

                                                                                     

       λ/2

Gambar 13-5 Pembentukan bidang pinggiran gelombang tegak dalam volume hologram oleh dua gelombang bidang yang diarahkan.

pemisahan 180 °, seperti pada Gambar 13-5. Jika dua balok monokromatik telah terdistorsi muka gelombang bidang, misalnya, pola gelombang berdiri menghasilkan bidang antinodal tegak lurus terhadap arah balok dan terpisah oleh spasi λ / 2, seperti yang ditunjukkan. bidang ini akan menghasilkan radiasi maksimum, setelah pembangunan Film, bidang yang terdiri dari lapisan perak, yang berfungsi sebagai pencerminan sebagian bidang. Tentu saja emulsi sendiri harus memiliki potensi-resolusi tinggi untuk merekam secara detail. Ketika diterangi dari arah balok referensi dengan cahaya putih, misalnya, hologram dikembangkan sebagian mencerminkan cahaya dari setiap lapisan perak, tetapi hanya cahaya dengan panjang gelombang yang digunakan dalam pembuatan hologram ini diperkuat oleh beberapa refleksi tersebut. Fisika dari proses ini adalah, tentu saja, yang sama dengan difraksi sinar-X dari bidang kristal, diatur oleh persamaan Bragg:

                                                                mλ = 2d sin Ɵ          

dan diilustrasikan pada Gambar 13-6. Jadi, jika hologram volume yang diterangi di diberikan sudut Ɵ, hanya satu panjang gelombang yang memenuhi persamaan umum Bragg, di mana planar jarak adalah d, diperkuat dan muncul sebagai sinar terang tercermin. Semakin tebal emulsi maka semakin besar pula jumlah kontribusi mencerminkan bidang, lebih selektif hologram akan dalam memperkuat panjang gelombang yang tepat. Jika hologram volume yang dibuat oleh beberapa eksposur dari adegan di masing-masing tiga warna utama, proses rekonstruksi dengan iluminasi cahaya terang-gelap dapat menghasilkan gambar tiga dimensi dalam warna penuh.

Gambar 13-6 interferensi konstruktif dari gelombang tercermin dari bidang pemisahan d diatur oleh persamaan Bragg mλ = 2

13.6 APLIKASI LAIN HOLOGRAFI

Holografi menawarkan berbagai macam aplikasi yang menarik , disini akan dijelaskan beberapa aplikasi hologram secara singkat. Hologram sendiri merupakan produk dari interferensi cahaya , yang telah digunakan sebagai teknik alternatif dalam interferometri . ilmu yang menggunakan panjang gelombang cahaya dan interferensi untuk mengukur panjang jalur optik yang sangat kecil dengan presisi . Anggaplah bahwa hologram ikan pada Gambar 13-3 dan ikan itu sendiri dikembalikan tepat ke posisi semula, dan anggaplah bahwa sinar referensi yang sama menyala . Dalam melihat melalui hologram , pertama adalah dengan  melihat gambar virtual melapis ke atas obyek itu sendiri . Keduanya dilihat dengan cahaya koheren yang sama . Jika tidak ada perubahan yang telah terjadi sejak merekam hologram , pandangan akan tampak seolah-olah subjek atau hologram saja yang berada di tempat . Misalkan , bagaimanapun, bahwa model ikan telah mengalami beberapa perubahan kecil dalam bentuk, dengan ekspansi termal , misalnya. Sekarang gambar langsung dari obyek dan gambar holografik yang sedikit berbeda , dan cahaya membentuk dua gambar mengganggu , menghasilkan pinggiran yang mengukur tingkat perubahan di lokasi tertentu , seperti dalam kasus cincin newton itu . Teknik ini sering diterapkan untuk menentukan titik tegangan maksimum pada subjek sebagai tekanan yang diterapkan , seperti dalam kasus ban mobil, untuk sensitivitas. dari teknik ini secara dramatis telah ditunjukkan dalam rekaman holografik arus konveksi di sekitar filamen panas, gelombang kompresi sekitar peluru , dan dalam gerak sayap terbang . Perubahan yang terjadi selama periode waktu dapat dipantau dengan cara yang sama , dengan mengembalikan model ke sistem holografik .

               Aplikasi lain yang berguna dalam holografi adalah mikroskop . Ketika spesimen sel atau partikel mikroskopis dipandang secara konvensional di bawah pembesaran tinggi . kedalaman bidang Sejalan kecil . Sebuah foto yang membeku gerakan spesimen menangkap dalam gambar terfokus kedalaman yang sangat terbatas bidang di dalam spesimen . Kelemahan dari pembatasan ini dapat diatasi jika foto itu adalah hologram , yang dalam snapshot tunggal berisi berpotensi semua foto biasa yang bisa dibuat setelah terfokus berturut seluruh kedalaman spesimen hidup . Citra yang disediakan oleh hologram dapat dilihat dengan memfokuskan di waktu luang pada setiap kedalaman bidang tidak berubah . Dalam pembuatan hologram dengan mikroskop , spesimen diterangi oleh sinar laser , bagian yang pertama kali memisahkan diri di luar mikroskop dan diarahkan secara independen untuk pelat fotografi , di mana ia bergabung kembali sinar subjek diproses oleh optik mikroskop . Selanjutnya dapat ditunjukkan bahwa , jika lampu merekonstruksi panjang gelombang λr , lebih panjang dari panjang gelombang λs , digunakan dalam " holographing " subjek , perbesaran yang diberikan oleh

                                              M =                 (13-13)

dimana p adalah jarak benda ( subyek dari film ) dan q adalah jarak gambar yang sesuai ( gambar dari hologram ) . Obyek dan gambar jarak yang sama ketika referensi dan merekonstruksi muka gelombang keduanya gelombang datar. Pers . ( 13-13 ) menjelaskan bahwa jika hologram yang dibuat dengan radiasi laser sinar X dan dilihat dengan cahaya tampak , perbesaran sama dengan  dapat dicapai tanpa penurunan resolusi . Prospek ini telah memberikan kontribusi terhadap kepentingan dalam mengembangkan sinar-X laser . X - ray hologram bisa memperlihatkan rincian gambar tiga dimensi benda mikroskopis sekecil virus dan molekul DNA . Kemampuan untuk melihat hologram dengan radiasi dari panjang gelombang yang berbeda daripada yang digunakan dalam pembuatan hologram menawarkan kemungkinan menarik lainnya , penggunaan hologram gelombang ultrasonik untuk menggantikan medis sinar - X , misalnya, atau membaca hologram radar dengan terlihat panjang gelombang . Bahkan , dalam karya aslinya , Gabor mengusulkan rekonstruksi hologram gelombang elektron dengan panjang gelombang optik dalam upaya untuk meningkatkan resolusi mikroskop elektron .

               Penyebutan hologram ultrasonik di atas menyiratkan bahwa gelombang memproduksi hologram tidak memerlu elektromagnetik di alam . Memang , prinsip holografi tidak tergantung pada karakter transversal radiasi . Karena kemampuan gelombang ultrasonik untuk menembus benda gelap terhadap cahaya tampak . Bila hologram dibentuk dengan gelombang tersebut bisa sangat berguna. Buram tubuh yang kandidat yang menjanjikan berkisar dari tubuh manusia untuk makam arkeologi . Struktur dan rongga di dalam dapat terungkap dalam gambar tiga dimensi yang dibentuk oleh holografi ultrasonik . Gambar 13-7 mengilustrasikan aplikasi lain holografi ultrasonik ke obyek reveaI di bawah permukaan laut . GI dan G2 merupakan dua generator fase -coupled memancarkan gelombang ultrasonik yang koheren . Muka gelombang dari G2 adalah cacat oleh obyek bawah air dan mengganggu balok referensi undeformed dari GI . Deformasi dari permukaan air merupakan suatu hologram akustik . Kalau kawasan ini diterangi dengan cahaya monokromatik , cahaya difraksi dari deformasi dapat difoto dan diubah menjadi citra visual dari objek bawah air . Potensi yang ditawarkan untuk deteksi kapal selam adalah sebuah aplikasi militer jelas.

Gambar 13-7 Deformasi inisial permukaan karena dua koheren gelombang ultrasonik air.



Holographic data storage juga menawarkan potensi yang luar biasa . Karena data dapat dikurangi dengan teknik hologram untuk dimensi urutan panjang gelombang cahaya . hologram volume dapat digunakan untuk merekam sejumlah besar informasi . Seperti hologram diputar , eksposur baru yang dapat dibuat . Kristal fotosensitif, seperti kristal kalium bromida dengan pusat warna atau kristal lithium niobate , dapat digunakan di tempat photoemulsions tebal berlapis . Karena informasi dapat dikurangi menjadi dimensi kecil dan kristal dapat berulang kali terkena setelah rotasi kecil yang mengambil tempat mengubah halaman , dikatakan bahwa semua informasi di Perpustakaan Kongres secara teoritis dapat terekam pada kristal ukuran sebuah gula batu. Informasi yang di dapat tentu saja akan direkam dalam bentuk digital sehingga dibaca oleh komputer , sehingga penyimpanan holografik akan menawarkan cara menyediakan penyimpanan komputer . Dalam hubungannya dengan transportasi optik informasi komputer melalui serat optik , penanganan informasi. penyimpanan, dan pengambilan semua dapat dilakukan dengan menggunakan cahaya. Aspek menarik dari penyimpanan data hologram terletak pada kehandalan. Karena setiap unit data direkam sepanjang volume hologram , hologram di unik fashion, kerusakan sebagian dari hologram , sementara mempengaruhi tingkat sinyal - to-noise gambar direkonstruksi , tidak mempengaruhi kehandalan . Informasi itu tidak hilang , seperti yang akan terjadi di perangkat memori lain , di mana setiap bit informasi memiliki koordinat penyimpanan yang unik.

               Dalam arti timbal balik , komputer digunakan untuk keuntungan dalam ilmu holografi dengan membuat kemungkinan pembangunan hologram sintetis yang setia mewakili benda tiga dimensi . Tujuannya adalah pertama kali didefinisikan secara matematis dengan menentukan koordinat , dan intensitas semua titik nya . Komputer menghitung amplitudo kompleks yang merupakan penjumlahan dari radiasi karena obyek dan gelombang referensi dan kemudian mengarahkan gambar hologram , yang bisa difoto dan dikurangi dengan jarak pinggiran sesuai yang dibutuhkan . Sebagai contoh, sebuah muka gelombang aspheric yang ideal dapat dibuat secara sintetis untuk melayani sebagai model terhadap cermin yang dapat dibentuk . menggunakan interferensi antara dua permukaan sebagai panduan untuk melakukan koreksi yang tepat.

               Daerah lain di mana hologram mungkin sangat berguna dalam pengenalan pola . Secara singkat , prosedurnya adalah sebagai berikut , Sebuah teks dipindai , misalnya , untuk kehadiran huruf tertentu atau kata . Cahaya dari teks yang akan dicari adalah melewati hologram dari huruf atau kata yang akan diidentifikasi dalam suatu sistem optik yang sesuai . Kehadiran surat ditunjukkan dengan pembentukan titik terang di lokasi yang menunjukkan posisi huruf dalam teks. Hologram bertindak sebagai filter yang cocok , pengakuan dan transmisi hanya itu spektrum spasial samilar dengan yang tercatat di atasnya. Teknik ini dapat diterapkan untuk membaca holografik mikrofilm , misalnya. Militer aplikasi meliputi penggunaan bank memori hologram benda atau target dibangun dari foto udara tertentu. Senjata bisa , dengan pengenalan pola , pilih target yang tepat . Ini juga telah menyarankan bahwa robot bisa mengidentifikasi dan diarahkan objek yang tepat dengan cara yang sama . Pola pengakuan dibahas lebih lanjut dalam Bab 25.

               Hologram yang hanya mengarahkan cahaya dapat digunakan sebagai elemen optik murah, melayani di tempat lensa dan cermin . Untuk mengutip satu aplikasi populer , pembaca laser kode produk universal pada bahan makanan menggunakan disk berputar dilengkapi dengan sejumlah lensa hologram . Dengan terus memberikan banyak sudut laser scanning , kode produk dapat diidentifikasi bahkan ketika item dilewatkan santai di atas pemindai.