Голографиялык сүрөт бүгүн көбүрөөк колдонулууда. Кээ бирлери ал акыры бизге белгилүү болгон байланыш каражаттарын алмаштыра алат деп эсептешет. Каалайсыңбы, каалабайсыңбы, бирок азыр ал ар түрдүү тармактарда активдүү колдонулат. Мисалы, биз баарыбыз голографиялык стикерлер менен таанышпыз. Көптөгөн өндүрүүчүлөр аларды жасалмалоодон коргоо каражаты катары колдонушат. Төмөндөгү сүрөттө голографиялык стикерлердин айрымдары көрсөтүлгөн. Аларды колдонуу товарларды же документтерди жасалмалоодон коргоонун эң натыйжалуу жолу.
Голографиянын изилдөө тарыхы
Нурлардын сынуусунан пайда болгон үч өлчөмдүү сүрөт салыштырмалуу жакында эле изилдене баштаган. Бирок, аны изилдөө тарыхы бар экендиги жөнүндө буга чейин айта алабыз. Голографияга биринчи жолу 1948-жылы англис окумуштуусу Деннис Габор аныктама берген. Бул ачылыш абдан маанилүү болгон, бирок ал кездеги анын зор мааниси али ачыкка чыга элек болчу. 1950-жылдары иштеген изилдөөчүлөр голографиянын өнүгүшү үчүн абдан маанилүү касиет болгон когеренттүү жарык булагынын жоктугунан жапа чеккен. Биринчи лазер1960-жылы жасалган. Бул аппарат менен жетиштүү когеренттүүлүккө ээ болгон жарыкты алууга болот. Америкалык окумуштуулар Юрис Упатниекс жана Иммет Лейт аны алгачкы голограммаларды түзүүдө колдонушкан. Алардын жардамы менен объекттердин үч өлчөмдүү сүрөттөрү алынды.
Кийинки жылдарда изилдөөлөр улантылды. Голография түшүнүгүн изилдеген жүздөгөн илимий эмгектер ошондон бери басылып чыкты жана метод боюнча көптөгөн китептер басылды. Бирок бул эмгектер жалпы окурманга эмес, адистерге арналган. Бул макалада биз бардыгын жеткиликтүү тилде айтууга аракет кылабыз.
Голография деген эмне
Төмөнкү аныктаманы сунуштоого болот: голография – бул лазердин жардамы менен алынган үч өлчөмдүү фото. Бирок, бул аныктама толугу менен канааттандырарлык эмес, анткени үч өлчөмдүү сүрөткө тартуунун башка көптөгөн түрлөрү бар. Ошого карабастан, ал эң маанилүүсүн чагылдырат: голография – бул объекттин сырткы көрүнүшүн «жазууга» мүмкүндүк берген техникалык ыкма; анын жардамы менен реалдуу объектке окшош үч өлчөмдүү сүрөт алынат; анын өнүгүшүнө лазерлерди колдонуу чечүүчү роль ойногон.
Голография жана анын колдонмолору
Голографияны изилдөө кадимки фотосүрөткө байланыштуу көптөгөн маселелерди тактоого мүмкүндүк берет. Визуалдык искусство катары үч өлчөмдүү сүрөттөө экинчисине да каршы чыгышы мүмкүн, анткени ал айланаңыздагы дүйнөнү так жана туура чагылдырууга мүмкүндүк берет.
Окумуштуулар кээде адамзат тарыхындагы доорлорду каражаттар аркылуу бөлүп көрсөтүшөткээ бир кылымдарда белгилүү болгон байланыштар. Биз, мисалы, байыркы Египетте болгон иероглифтер жөнүндө, 1450-жылы басма станогунун ойлоп табуулары жөнүндө айтсак болот. Биздин доордо байкалган техникалык прогресске байланыштуу телевидение жана телефон сыяктуу байланыштын жаңы каражаттары үстөмдүк кылуучу позицияны ээледи. Голографиялык принцип аны массалык маалымат каражаттарында колдонууга келгенде али жаңыдан башталса да, ага негизделген түзүлүштөр келечекте бизге белгилүү болгон байланыш каражаттарын алмаштыра алат, же жок эле дегенде, өз тармагын кеңейтет деп айтууга негиз бар. масштаб.
Илимий-фантастикалык адабият жана негизги басма көбүнчө голография туура эмес, бурмаланган жарыкта чагылдырылат. Алар көбүнчө бул ыкма жөнүндө туура эмес түшүнүктү жаратышат. Биринчи жолу көрүлгөн көлөмдүү сүрөт таң калтырат. Бирок анын түзүлүш принцибинин физикалык түшүндүрмөсү дагы таасирдүү.
Интерференция үлгүсү
Объекттерди көрүү жөндөмү алар тарабынан сынган же алардан чагылган жарык толкундарынын көзүбүзгө киришине негизделген. Кандайдыр бир нерседен чагылган жарык толкундары бул нерсенин формасына дал келген толкун фронтунун формасы менен мүнөздөлөт. Караңгы жана жарык тилкелердин (же сызыктардын) үлгүсү интерференцияланган когеренттүү жарык толкундарынын эки тобу тарабынан түзүлөт. Көлөмдүк голография ушундайча түзүлөт. Бул учурда, бул тилкелер ар бир конкреттүү учурда бири-бири менен өз ара аракеттенген толкундардын толкун фронтторунун формасына гана көз каранды болгон комбинацияны түзөт. Мындайсүрөт интерференция деп аталат. Ал, мисалы, толкун интерференциясы байкалган жерге коюлса, фотопластинкага бекитилиши мүмкүн.
Голограммалардын ар түрдүү
Объекттен чагылган толкун фронтун жазууга (каттоого), андан кийин байкоочуга реалдуу объектти көрүп жаткандай сезилгидей кылып калыбына келтирүүгө мүмкүндүк берүүчү ыкма жана голография. Бул эффект, натыйжада алынган сүрөт чыныгы объект сыяктуу үч өлчөмдүү болгонуна байланыштуу.
Голограммалардын ар кандай түрлөрү бар, аларды чаташтыруу оңой. Белгилүү бир түрдү так аныктоо үчүн төрт же беш сын атооч колдонулушу керек. Алардын бардык топтомунун ичинен биз заманбап голографияда колдонулган негизги класстарды гана карап чыгабыз. Бирок, алгач дифракция сыяктуу толкун кубулушу жөнүндө бир аз сөз кылуу керек. Дал ушул ал бизге толкун фронтун курууга (же тагыраак айтканда, реконструкциялоого) мүмкүндүк берет.
Дифракция
Эгер кандайдыр бир объект жарыктын жолунда болсо, ал көлөкө түшүрөт. Жарык бул объектинин айланасында ийилип, жарым-жартылай көлөкө аймакка кирет. Бул эффект дифракция деп аталат. Бул жарыктын толкундук мүнөзү менен түшүндүрүлөт, бирок аны так түшүндүрүү бир топ кыйын.
Жарык өтө кичинекей бурчта гана көлөкө аймагына кирет, ошондуктан биз аны дээрлик байкабайбыз. Бирок, анын жолунда көптөгөн кичинекей тоскоолдуктар болсо, алардын ортосундагы аралык жарыктын бир нече толкун узундугуна гана барабар болсо, бул эффект кыйла байкалат.
Эгер толкун фронтунун кулашы бир чоң тоскоолдукка түшсө, анын тиешелүү бөлүгү «түшүп кетет», бул толкун фронтунун калган аянтына иш жүзүндө таасир этпейт. Эгерде анын жолунда көптөгөн майда тоскоолдуктар болсо, ал дифракциянын натыйжасында өзгөрөт, ошондуктан тоскоолдуктун артында тараган жарык сапаттык жактан башкача толкун фронтуна ээ болот.
Трансформация ушунчалык күчтүү болгондуктан, жарык башка тарапка тарай баштайт. Көрсө, дифракция баштапкы толкун фронтун такыр башкага айландырууга мүмкүндүк берет. Ошентип, дифракция - бул жаңы толкун фронтун алуу механизми. Аны жогоруда келтирилген жол менен түзүүчү түзүлүш дифракциялык тор деп аталат. Бул тууралуу кененирээк сүйлөшөлү.
Дифракциялык тор
Бул жука түз параллель штрихтер (сызыктар) тартылган кичинекей табак. Алар бири-биринен миллиметрдин жүздөн, ал тургай миңден бир бөлүгүнөн бөлүнөт. Эгерде лазер нуру бир нече бүдөмүк караңгы жана жаркыраган тилкелерден турган торго жолугуп калса эмне болот? Анын бир бөлүгү тордон түз өтүп, бир бөлүгү ийилип калат. Ошентип, эки жаңы устун пайда болот, алар тордон белгилүү бир бурчта баштапкы устунга чыгып, анын эки жагында жайгашкан. Эгерде бир лазер нурунун, мисалы, жалпак толкун фронту болсо, анын капталдарында пайда болгон эки жаңы нурдун да жалпак толкун фронттору болот. Ошентип, өтүп барататдифракциялык торчо лазер нуру, биз эки жаңы толкун фронтун (тегиз) түзөбүз. Сыягы, дифракциялык торду голограмманын эң жөнөкөй мисалы катары кароого болот.
Голограмманы каттоо
Голографиянын негизги принциптерине киришүү эки тегиз толкун фронтун изилдөөдөн башталышы керек. Өз ара аракеттенип, алар экран менен бир жерде жайгаштырылган фотопластинкага жазылган интерференция схемасын түзөт. Голографиядагы процесстин бул этабы (биринчи) голограмманы жазуу (же каттоо) деп аталат.
Сүрөттү калыбына келтирүү
Тегиз толкундардын бири А, экинчиси В деп ойлойбуз. А толкуну эталон толкуну, ал эми В объектинин толкуну деп аталат, б.а., сүрөттөлүшү туруктуу болгон объекттен чагылган.. Ал шилтеме толкунунан эч кандай айырмаланбашы мүмкүн. Бирок үч өлчөмдүү реалдуу объекттин голограммасын түзүүдө объекттен чагылган жарыктын бир топ татаал толкун фронту түзүлөт.
Фотопленкада көрсөтүлгөн интерференция үлгүсү (б.а. дифракциялык тордун сүрөтү) голограмма. Аны эталондук негизги нурдун жолуна (жалпак толкун фронту менен лазердик нурдун шооласы) коюуга болот. Бул учурда эки тараптан 2 жаңы толкун фронту түзүлөт. Булардын биринчиси В толкуну менен бир багытта таралган объекттин толкун фронтунун так көчүрмөсү. Жогорудагы этап сүрөттү кайра куруу деп аталат.
Голографиялык процесс
Эки тарабынан түзүлгөн интерференция үлгүсүтегиз когеренттүү толкундар, аны фотопластинкага түшүргөндөн кийин, бул толкундардын бири жарыктанган учурда башка тегиз толкунду калыбына келтирүүгө мүмкүндүк берүүчү түзүлүш. Демек, голографиялык процесс төмөнкү этаптарга ээ: голограмма (интерференция үлгүсү) түрүндөгү толкун объектисинин фронтун каттоо жана андан кийин "сактоо" жана эталондук толкун голограммадан өткөндө каалаган убактан кийин аны калыбына келтирүү.
Объективдүү толкун фронту чындыгында бардык нерсе болушу мүмкүн. Мисалы, ал кандайдыр бир реалдуу объекттен чагылдырылышы мүмкүн, эгерде ошол эле учурда ал эталон толкунуна когеренттүү болсо. Когеренттүүлүк менен каалаган эки толкун фронттору тарабынан түзүлгөн интерференция схемасы дифракциянын эсебинен бул фронттордун бирин экинчисине айлантууга мүмкүндүк берүүчү түзүлүш болуп саналат. Дал ушул жерде голография сыяктуу кубулуштун ачкычы катылган. Деннис Габор бул мүлктү биринчи ачкан.
Голограмма менен түзүлгөн сүрөткө байкоо салуу
Биздин доордо голограммаларды окуу үчүн атайын аппарат, голографиялык проектор колдонула баштады. Бул сизге сүрөттү 2Dден 3Dге которууга мүмкүндүк берет. Бирок, жөнөкөй голограммаларды көрүү үчүн голографиялык проектор такыр талап кылынбайт. Андай сүрөттөрдү кантип көрүү керектиги жөнүндө кыскача сүйлөшөлү.
Эң жөнөкөй голограммадан пайда болгон сүрөттөлүштү байкоо үчүн аны көздөн 1 метрдей алыстыкта коюу керек. Дифракциялык тор аркылуу андан тегиз толкундар (кайра конструкцияланган) чыккан тарапты карап чыгуу керек. Байкоочунун көзүнө тегиз толкундар киргендиктен, голографиялык сүрөттөлүш да жалпак. Ал бизге "сокур дубал" сыяктуу көрүнөт, ал тиешелүү лазердик нурлануу менен бирдей түстөгү жарык менен бирдей жарыктанат. Бул «дубал» спецификалык өзгөчөлүктөргө ээ болбогондуктан, анын канчалык алыс экенин аныктоо мүмкүн эмес. Чексиздикте жайгашкан кеңейтилген дубалды карап жаткандай сезилет, бирок ошол эле учурда анын бир бөлүгүн гана көрөсүз, аны кичинекей «терезеден», башкача айтканда, голограммадан көрө аласыз. Демек, голограмма - бул биз көңүл бурууга татыктуу эч нерсени байкабай турган бир калыпта жарык берүүчү бет.
Дифракциялык тор (голограмма) бизге бир нече жөнөкөй эффекттерди байкоого мүмкүндүк берет. Алар голограммалардын башка түрлөрүн колдонуу менен да көрсөтүлүшү мүмкүн. Дифракциялык тордон өтүп, жарык шооласы бөлүнүп, эки жаңы нур пайда болот. Лазердик нурлар ар кандай дифракциялык торду жарыктандыруу үчүн колдонулушу мүмкүн. Бул учурда нурлануу аны жазуу учурунда колдонулгандан түсү боюнча айырмаланышы керек. Түс нурунун ийилген бурчу анын кандай түскө ээ экенине жараша болот. Эгерде ал кызыл болсо (эң узун толкун узундугу), анда мындай нур эң кыска толкун узундугуна ээ болгон көк нурга караганда чоңураак бурчта ийилген.
Дифракциялык тор аркылуу бардык түстөрдүн аралашмасын, башкача айтканда, ак түстү өткөрүп жиберсеңиз болот. Бул учурда, бул голограмманын ар бир түстүү компоненти өз бурчунда ийилген. чыгаруу спектри болуп саналатпризма жаратканга окшош.
Дифракциялык торчо штрихти жайгаштыруу
Дифракциялык тордун штрихтери нурлардын ийилиши байкалып турушу үчүн бири-бирине абдан жакын болушу керек. Мисалы, кызыл нурду 20° бүгүү үчүн, штрихтер ортосундагы аралык 0,002 мм ашпашы керек. Алар жакыныраак жайгаштырылса, жарык шооласы ого бетер ийилип баштайт. Бул торду "жазып алуу" үчүн фотопластинка керек, ал ушундай майда деталдарды каттай алат. Мындан тышкары, бул пластина экспозиция учурунда, ошондой эле каттоо учурунда толугу менен кыймылдабай турушу керек.
Сүрөт эң кичине кыймылда да бир топ бүдөмүктөлүшү мүмкүн, ошондуктан аны такыр айырмалай албай калат. Бул учурда, биз интерференция үлгүсүн эмес, жөн гана айнек пластинканы көрөбүз, анын бүт бетинде бирдей кара же боз. Албетте, бул учурда дифракциялык тор тарабынан түзүлгөн дифракциялык эффекттер кайра жаралбайт.
Өтүү жана чагылдыруучу голограммалар
Биз карап чыккан дифракциялык тор ал аркылуу өткөн жарыкта аракеттенгендиктен, өткөргүч деп аталат. Тор сызыктарды тунук пластинкага эмес, күзгүнүн бетине түшүрсөк, чагылдыруучу дифракциялык торду алабыз. Ал ар кандай бурчтан жарыктын ар кандай түсүн чагылдырат. Демек, голограммалардын эки чоң класстары бар - чагылдыруучу жана өткөрүүчү. Биринчиси чагылган жарыкта байкалат, ал эми экинчиси өткөн жарыкта байкалат.
