Hologrammid

Hologrammide puhul on olulisteks nähtusteks diffraktsioon (valguse paindumine ümber nurga) ja interferents.



Interferents on kui lained liituvad või kustutavad üksteist vastavalt lainetuse kattumisel või vastupidises lainefaasis olles.

Punase laseriga valgustatud hologramm malenuppudest.
Sõltuvalt vaatenurgast on näha eri nurga all valgustatud pilte. Hologrammil on need pildid läbisegi.

Väiksed tükid hologrammist sisaldavad kogu pilti kuid kindlast vaatenurgast.


Tervest hologrammist paistev vaade.

Pisikese nurgast lõigatud tükist läbi paistnud vaade, milles oli pilt nähtav.
Ühe omadusena paistavad hologrammi pildid pikema lainepikkuse korral suuremana.

Näiteks kui hologrammi valgustamisel kasutati elavhõbeda spektrivärve, siis pikema lainepikkusega saadi suurendatud pilt.
Elavhõbeda spektrivärvide mõju nähtu suhtelisele suurusele.
See nähtus teeb mitmevärvilise valguse või päevavalguse kasutamise probleemseks, sest tekib palju eri mõõtkavas pilte.


Hologrammi tegemisel valgustatakse objekti laseriga ja lastakse sellelt edasi peegeldunud valgusel minna hologrammkilele.






Hologrammi nähtavaks tegemisel peaks valgus olema sama nurga all nagu oli referentskiir (reference beam) selle selle nurga all oleva pildi salvestamisel.


Hologramme saab nähtavaks teha ka sellega, et neid valgustatakse laseriga ja läbiv valgus kuvatakse valgele ekraanile. Tekib kaks pilti mis paistavad üksteise peegelpildina ja vaatenurk sõltub sellisel juhul laseri täpsest asukohast. Liigutades laserit muutub ka vaatenurk.



Lihtsama hologrammi koostamisel saab kasutada klaasplaatide vahele pandud fotokile (või muu fotot jäädvustav materjal). See fotomaterjal pandakse maksimaalse nähtavuse saamiseks ~2-3 mm kaugusele objektist ning objekti ja laseri vahele. Ruum peaks olema võimalikult pime ja laseriga valgustatakse tavaliselt 2-3 sekundit.



Vikerkaarevärviliste muutuvate päevavalguses nähtavate hologrammide tegemisel kasutatakse salvestamisel pildi valguse saatmist läbi diffraktsiooni tekitava pilu. Vaatenurgast sõltuva pildi saavutamiseks kasutatakse diffraktsioonivõre, mis jaotab valguse sõltuvalt vaatenurgast vikerkaarevärvilisteks alaosadeks kuid värvide muutust näeb ainult vaatenurga muutmisel näiteks üla-alasuuna vahel või parem-vasaku vaatenurga vahel kuid mitte mõlemal juhul korraga.


Foto hologrammist nähtavas valguses, millel paistab sellise valgustuse korral põhipildist näiliselt sõltumatu muster. Kaootiline muster tekib osaliselt klaasplaatides laiali peegeldunud valgusest.
Korrapärased interferentsi mustrid tekivad referentskiire ja objektilt peegeldunud valguse ühtimisel.
Lihtsate hologrammide tegemisel kasutatakse tasapinnaliste lainete interferentsi nagu ülal pildil.
Lainete vastastikmõju jätab fotofilmile interferentsi mustri ning kasutatakse samalainelist võimalikult samas lainefaasis olevat valgust, mida on kergem saavutada sama laserkiire jagamisega kaheks. Iga objektilt peegeldunud valgustatud ala sai salvestamise ajal valgustada kogu fotofilmi, mistõttu iga ala on valgustatud vaadeldava nurga all nagu vastav fotomaterjali ala paistis, kui objekt seda selle nurga alt valgustas.
Jäädvustatud interferentsi muster toimib diffraktsioonivõrena, mis suunab valgust mujale sõltuvalt selle lainepikkusest. See võre peab pildi taastamiseks täpne olema ja väikesed nihked võivad salvestamise ajal võivad pildi ära rikkuda.
Korrapärased interferentsi mustrid tekivad sama lainepikkusega stimuleerimise ajal vahedega d seosega d = λ/sin θ, kus vahemaa=lainepikkus/siinus referentvalguse langemise nurgast. Objektilt tulnud valgus võis olla suvalisema nurga all kuna selle valgus ulatus salvestamisel tõenäoliselt ühest fotofilmi servast teiseni sujuvalt eri nurkade all. Kui tekkinud mustrit valgustada referentskiire nurga alt, siis Bragg'i seaduse järgi toimub diffraktsioon nurga alt sin θ = nλ/d, kus n tähistab täisarvu ning teised on sama tähendusega. Kui laser on vana nurga all ja lainepikkused ning interferentsimustrid on samad, siis läbib laser fotofilmi sama nurga all nagu objekti valgustamisel.
Tugevaim diffraktsiooni kiir on üldiselt n=1 piirkonnas ja läbib fotofilmi sama nurga all nagu salvestamise ajal.