Главная | Обратная связь

Понятие голографии и голограммы и история их появления

ГОЛОГАФИЧЕСКИЕ ТОВАРНЫЕ ЗНАКИ И ЭТИКЕТКИ

Голография — физический принцип ре­гистрации изображений, несколько отличный от традиционных способов, в ос­нове которых лежит фотографический процесс. Это метод записи и воспроизве­дения изображения объекта (в том числе и реального) с помощью лазера, при кото­ром фиксируется не само изображение, а картина интерференции отраженного им света.

Голография — это также раздел физики, посвященный процессам записи и воспроизведения волнового поля. Термин «голография» произошел от греческого слова holos — весь, пол­ный, и gropho — пишу, черчу, рисую. Метод был предложен Дэнисом Габором в 1948 г. Им же введен термин «го­лограмма».

Голограмма (от греческого “holos” — весь, полный, и “gramma” — черта, буква, написание) — запись волнового поля на чувствительном материале в виде интерференцион­ной картины, образованной взаимо­действием этого волнового поля с опорной волной. Голографию изобрел (и придумал название) английский физик Деннис Габор в 1947, исследуя законы построения изображений в оптике и работая над совершенствованием электронного микроскопа. Он пришел к выводу, что зарегистрировать полное изображение предмета можно без объектива, используя только пучок когерентного монохроматичного света. Первые голограммы были получены им при помощи ртутной лампы, из спектра излучения которой «вырезалась» очень узкая полоса частот. Диаметр пучка составлял 1–2 микрона, а время экспозиции – несколько часов. Между источником света и фотопластинкой помещался либо прозрачный объект, либо предмет небольшого размера, так что излучение источника выполняло одновременно функции и предметного, и опорного пучков. Поэтому при восстановлении голограммы возникали сразу два изображения на одной линии, которые создавали взаимные помехи при регистрации. Все это делало невозможным практическое применение голографии, и о ней надолго забыли.

После появления мощного источника когерентного света – лазераинтерес к голографии вспыхнул вновь. В 1962 американские оптики и радиофизики Эммет Лейт и Дж. Юрис Упатниекс усовершенствовали схему Габора, разделив предметный и опорный пучки, которые стали теперь пересекаться непосредственно перед фотопластинкой. Это позволило, во-первых, голографировать непрозрачные предметы сложной формы, а во-вторых, разнести восстановленные изображения в пространстве. Схема Лейта – Упатниекса стала основой современных голографических установок.

В это же время на голографические методы записи изображения обратил внимание российский физик Юрий Николаевич Денисюк. Он создал принципиально новый способ записи голограмм в толстом слое фотографической эмульсии. Предметный и опорный пучки приходят к пластинке с разных сторон и интерферируют. В объеме ее эмульсионного слоя на разной высоте в областях максимумов интерференции возникают микроскопические пятна почернения. Падающий на проявленную голограмму свет отражается от них и, интерферируя, формирует восстановленное изображения предмета. При этом из голограммы выходят только свет, частота которого равна частоте записывающего лазерного излучения, а все остальные частоты автоматически подавляются. Объемную голограмму восстанавливают обычным белым светом, получая монохромное изображение.

В своей работе Ю.Денисюк опирался на способ получения цветных фотографических изображений, разработанный французским физиком Габриэлем Липпманом в 1891. Луч света из объектива его фотоаппарата попадал на пластинку, залитую с обратной стороны ртутью (ее слой служил зеркалом). Отраженные световые волны интерферировали с падающими, создавая в толще фотографической эмульсии стоячие волны. В местах их пучностей возникали области почернения – отражающие поверхности, каждая из которых отражала свет только «своего» цвета. Изображение было цветным, но не объемным.

Современная технология позволяет копировать объемные голограммы «по Денисюку» типографским способом. Для этого голограмму получают в особом светочувствительном материале – фоторезисте. После экспонирования материал обрабатывают растворителем, который смывает его слой до зон почернения. Образуется микрорельеф, с которого снимают отпечаток – матрицу. При помощи этой матрицы в пластическом материала печатают копии голографического рельефа, покрывают их слоем металла и прозрачной защитной пленкой. Таким способом изготавливают защитные марки на упаковках пищевых продуктов и документах. Подделать их практически невозможно.

Голографические изображения можно получать при помощи любых когерентных волн, например, акустических, возбужденных в жидкости синхронно работающими вибраторами. Интерференция звуковых волн создает на поверхности жидкости рябь, с которой эту акустическую голограмму восстанавливают лазерным лучом.

В начале 70-х гг. XX в. С. Бентон изобрел радужную голограмму – тонкую плоскую голограмму. Ее можно было наблюдать в обычном белом свете. При восстановлении та­ких голограмм используется весь спектр белого света, голограмма мо­жет быть очень яркой, и ее можно наблюдать при обычном бытовом ос­вещении (электролампы, галогеновые лампы). С. Бентон предложил также двухступенчатую схему полу­чения радужной голограммы. Схема включала узкую щель и оптические элементы — линзы.

В эти же годы Л. Кросс предло­жил составные (мультиплексные) го­лограммы. Мультиплексные голог­раммы изготавливаются из огромно­го количества простых фотографий объекта, снятых под разным углом зрения. Они включают в себя всю объемную информацию о регистри­руемом объекте. Такая голограмма, в предложен­ном Кроссом виде, также может на­блюдаться в белом свете.