Holográfia

Tegnap áttekintettük a hologram készítésének elméletét, mára, hogy a leírtakat segítsük értelmezni, egy videóval készültünk, amelyben megnézhetitek, a gyakorlatban hogyan készül egy hologram!

A videó tanúsága szerint először is beállítják a lézerfényt, hogy az a megfelelő szögből világítsa meg a holografálni kívánt tárgyat. Ezt követően a helyére illesztik azt a szobrot, amelyről a képet készítik, majd ismételten ellenőrzik a lézerfény irányát. Ahogy tegnap is írtuk, a fényhullám két irányból érkezik: a felvételhez a tárgyról visszavert fényt és a referenciahullámot használják. Az egész szerkezet egy speciális, rendkívül stabilitás asztalra van állítva, ugyanis akár a legkisebb bemozdulás is elmosódottá teheti a felvételt.

A lézersugár beállítását követően a tárgy elé helyezett üvegtáblára illesztik a filmet, amelyre a felvétel rögzül majd. Ezt is alaposan rögzítik, hogy ne tudjon elmozdulni. Ezt követi a felvétel elkészítésének pillanata: 1 másodpercen keresztül megvilágítják a tárgyat a lézerrel. (A narrátor szerint speciális lézerek használata mellett a felvételi idő akár 12 nanomásodpercre is csökkenthető). 

A "kattintás" után a filmet ugyanúgy előhívják, mint a hagyományos fényképezésre használt filmet. A megfelelő folyadékba áztatás során a film előbb feketére vált, majd teljesen átlátszóvá, végül, ahogy a videóban is elhangzik, "felfedi titkait".

Tegnap írtunk néhány gondolatot a hologramok jellemzőiről, és ott hagytunk abba, hogy a fényképezésnél a holografálás azért jelent többet, mert ez utóbbi nem csak a tárgy síkját, de térbeliségét is rögzíti. Nézzük akkor, hogyan lehetséges ez!

A hologram maga is egy fénykép, amit filmre vagy fotólemezre rögzítenek megvilágítás segítségével. A holografikus kép azért olyan valószerű, mert tökéletesen rögzíti a tárgyról visszavert hullámokat, ami annak köszönhető, hogy a kép rögzítéséhez nem csak a tárgy felől érkező fényhullámot, de egy referenciahullámot is használnak. Valahogy így:

A képre kattintva nagyban is megnyílik!

Az eljárás során rendszerint lézerfényt használnak (mivel ez koherens fénynyalábot szolgáltat), amelyet tükrökkel és lencsékkel irányítanak a tárgyra, illetve a képet rögzítő lemezre. A lézerfényt egy nyalábosztó segítségével terelik két irányba, ezek egyike lesz a tárgysugár, a másik a referenciasugár. A két sugár a képrögzítésre használt felületen találkozik. Mivel azonban ezeknek csak egyike visszaverődött fény, a két sugár nincs azonos fázisban, így egy ún. egy interferenciateret hoznak létre, amelyek világos és sötét csíkok formájában jelennek meg a lemezen. A fekete sávokban a két hullám fázisa azonos, így erősítik egymást, a világos helyeken viszont a hullámok kioltották egymást. Ez az a kettősség, ami a holográfia tökéletes képalkotását adja: az interferenciacsíkokban és ezek egymástól való távolságában ugyanis rögzült a visszavert fény minden jellemzője.

A kérdés akkor már csak az, a csíkos lemezről hogyan lesz kép? Nos, a lemezről ugyanúgy elő kell hívni a képet, ahogy a hagyományos filmtekercseket kellett korábban. Az előhíváshoz azonban a lemezt ismét meg kell világítani, méghozzá ugyanabból az irányból, ahonnan a referenciasugár érkezett.

Három érdekesség van, amit még érdemes tudni a holografálásról. Először is, a hologramok nem színhelyesek, színűk a tárgyat megvilágító lézer színétől függ. Ezért lehet az, hogy a jobb oldali képen II. Erzsébet kék. Másodszor, egy lemezre több képet is rögzíthetünk, ha a referenciasugár szögét változtatjuk. Ennek köszönhető, hogy más-más szögből más képet látunk, avagy a kép egészét mozogni véljük. Harmadszor pedig, a hologram nem vész el, ha a rögzítő lemez eltörik, a kép, ha nem is oly jó minőségben, de annak bármely darabkájáról rekonstruálható.

Forrás: A holográfia, Első könyvem a lézerről (Budapest, 1998) 

Röviden áttekintettük már, mi is a holográfia, most nézzünk néhány gondolatot azokról a képekről, amelyeket e technológiával előállítanak. Ha egy hologramot szeretnénk látni, nem kell messzire mennünk. Elég, ha elővesszük a bankkártyánkat, jogosítványunkat, és máris megszemlélhetünk egyet. Ha ezek épp nincsenek kéznél, leemelhetünk egy CD-t a polcról, egy eredeti szoftver dobozát, de újonnan vásárolt ruháink árucímkéjén is találhatunk holografikus jelzést, amely annak eredetiségét hivatott igazolni. 

Ezek a hologramok persze nem túl látványosak. Mozgatásra változik a színük, esetleg egy újabb képet jelenítenek meg, mégis egyszerűek. A holográfia nyújtotta igazi látványt akkor tapasztalhatjuk meg igazán, ha egy olyan képet szemlélünk, amelyet a megfelelő körülmények között, gondos - többnyire lézeres - megvilágítással készítettek. Ezek ugyanis a kétdimenziós felületen megjelenő tökéletes háromdimenziós leképezései a valódi tárgynak, amelyről készítették. (A holográfia hajnala és horizontja kiállításon természetesen ilyet is láthattok majd.)

Ha ezeket a képeket különböző szögből szemléljük, a leképezett tárgy más-más perspektívából jelenik meg. Éppen úgy, mintha a valódi tárgyat néznénk. Némely hologram mozogni látszik, ahogy elhaladunk a kép előtt, mások a színüket "változtatják", megint másokon egy teljesen új kép jelenik meg. 

Hogy hogyan lehetséges mindez? Úgy, hogy a holográfiával a fényképezéssel ellentétben a térbeli tárgyaknak nem csak a síkja, de a térbelisége is rögzíthető. Hogyan? Erről holnap bővebben is írunk! 

"Hologramnak nevezem, mert holos-t, vagyis mindent tartalmaz" - írja 1949-ben kelt, Selényi Pálnak címzett levelében Gábor Dénes találmányáról. De mi is az a holográfia, amelynek ötletét 1971-ben Nobel-díjra is érdemesnek találták?

A hologram egy görög eredetű kifejezés, amely a holos "egész" és a gramma "üzenet" szavak összetételéből származik. A holográfia egy képalkotási technika, amely egy tárgy képét három dimenzióban rögzíti. A gyakorlatban ez az eredeti tárgyról kiinduló fényhullámok teljes rekonstruálást igényli - ehhez a feltalálás idején még nem állt rendelkezésre megfelelő fényforrás, de a hatvanas években a lézertechnológia elindulásával már megvalósíthatóvá vált. 1962-ben az USA-ban alkották meg az első valódi hologramot (jobbra), amelyen egy játékvonat 3D-s képe volt látható.

Az eljárás során a tárgyról reflektálódott fényhullám és egy segédhullám interferenciáját rögzítették egy fényérzékeny lemezen. A segédhullám felvételével a tárgyról visszavert fény eloszlása is rögzíthető, ellentétben a hagyományos fényképezéssel. Ennek köszönhetően a tárgy a felvételen mélységében, méretében, alakjában és textúrájában is helyesen jelenik meg.