Hologram Nedir ve Nasıl Çalışır? Işık Kullanarak 3 Boyutlu Holografik Görüntüleri Nasıl Yaratabiliriz?

Bir hologram görmek istiyorsanız, cüzdanınızdan çok daha uzağa bakmanıza gerek yok. Çoğu sürücü belgesinde, kimlik kartında ve kredi kartında hologramlar kullanılmaktadır. Araç kullanmak veya kredi kartı kullanmak için yeterince büyük değilseniz, evinizin etrafında yine de hologramlar bulabilirsiniz. Bunlar CD, DVD ve yazılım paketinin bir parçasıdır ve "resmi ürün" olarak satılan hemen hemen her şeyin üzerinde bulunurlar.

Sahteciliği daha da zorlaştıran bu hologramlar, ne yazık ki pek etkileyici değildir. Renk ve şekillerdeki değişiklikleri ileri geri hareket ettirdiğinizde görebilirsiniz; ancak genellikle sadece ışıltılı resimler veya renkli lekeler gibi görünürler. Film ve çizgi roman kahramanlarının yer aldığı hologram oyuncaklar bile, hayret verici 3 boyutlu görüntülerden çok, yeşil fotoğraflara benzeyebilir.

Öte yandan, lazerlerle aydınlatılan veya karanlık bir odada dikkatle yönlendirilen ışıklandırma ile sergilenen büyük ölçekli hologramlar inanılmazdır. Hologramlar, gerçek nesnelerin kesin, üç boyutlu görüntülerini gösteren iki boyutlu yüzeylerdir. Görüntüleri 3 boyutlu görmek için özel gözlük takmanıza bile gerek yoktur.

Bu hologramlara farklı açılardan bakarsanız, nesneleri farklı perspektiflerden görürsünüz, tıpkı gerçek bir nesneye baktığınız gibi. Hatta bazı hologramlar siz yanlarından geçerken ve onlara farklı açılardan bakarken, hareket ediyormuş gibi görünür. Diğerleri, onlara nasıl baktığınıza bağlı olarak renkleri değiştirir veya tamamen farklı nesnelerin görünümlerini içerir.

Hologramların başka şaşırtıcı özellikleri de vardır. Holografik yüzeyi ikiye bölerseniz, her yarım parça holografik görüntünün tümünü içerir. Küçük bir parça keserseniz de aynı şey geçerlidir - küçük bir parça bile resmin tamamını içerecektir. Bunun da ötesinde, bir büyüteçten hologram yaparsanız, hologramdaki diğer nesneleri tıpkı gerçek bir hologram gibi büyütecektir.

Hologramların ardındaki ilkeleri öğrendikten sonra, tüm bunları nasıl gerçekleştiğini anlamak kolaydır. Bu yazı bir hologramın, ışığın ve beyninizin birlikte nasıl çalıştığını; nasıl net ve 3 boyutlu görüntüler oluşturacağını açıklayacak. Bir hologramın tüm özellikleri, doğrudan doğruya onu oluşturmak için kullanılan süreçten gelir; bu yüzden, bir hologram yapmak için ne gerektiğine genel bir bakışla başlayacağız.

Hologram Nasıl Yapılır?

Bir hologram yapmak için fazla malzemeye gerek yoktur. Şunlarla bir hologram yapabilirsiniz:

• Lazer: Kırmızı lazerler, genellikle Helyum-Neon (HeNe) lazerleri, holografide yaygındır. Bazı ev holografi deneyleri, kırmızı lazer işaretçilerden gelen diyotlara dayanır; ancak bir lazer işaretçiden gelen ışık, daha dağınık ve daha az kararlı olma eğilimindedir. Bu da iyi bir görüntü elde etmeyi zorlaştırabilir. Bazı hologram türleri de farklı renklerde ışık üreten lazerler kullanır. Kullandığınız lazerin türüne bağlı olarak, pozlamayı kontrol etmek için bir deklanşöre de ihtiyacınız olabilir.
• Lensler: Holografi genellikle "lenssiz fotoğrafçılık" olarak adlandırılır; ancak holografi, lens gerektirir. Ancak, bir kameranın lensi ışığı odaklarken, holografide kullanılan lensler ışının yayılmasına neden olur.
• Bir ışın ayırıcı: Bu, bir ışık demetini iki ışına ayırmak için aynalar ve prizmalar kullanan bir cihazdır.
• Aynalar: Bunlar ışık huzmelerini doğru yerlere yönlendirir. Lensler ve ışın ayırıcı ile birlikte aynaların kesinlikle temiz olması gerekir. Kir ve lekeler son görüntüyü bozabilir.
• Holografik film: Holografik film, bir hologram oluşturmak için gerekli olan çok yüksek çözünürlükte ışığı kaydedebilir. Fotoğraf filmi gibi şeffaf bir yüzey üzerinde ışığa duyarlı bir bileşik tabakasıdır. Holografik ve fotografik film arasındaki fark, holografik filmin mikroskobik mesafelerde meydana gelen ışıktaki çok küçük değişiklikleri kaydedebilmesi gerektiğidir. Başka bir deyişle, çok ince bir taneye sahip olması gerekir. Bazı durumlarda, kırmızı lazer kullanan hologramlar, kırmızı ışığa en güçlü şekilde yanıt veren emülsiyonlara dayanır.

Bu araçları düzenlemenin birçok farklı yolu vardır - şimdilik temel bir aktarım hologramı kurulumuna odaklanacağız.

howstuffwork.com

1. Lazer, ışık huzmesini ikiye bölen ışın ayırıcıyı işaret eder.
2. Aynalar, bu iki ışının yollarını, amaçladıkları hedefleri vuracak şekilde yönlendirir.
3. İki ışının her biri farklı bir merceğin içinden geçer ve dar bir ışın yerine geniş bir ışık alanı haline gelir.
4. Bir ışın, nesne ışını, nesneden ve fotoğrafik emülsiyona yansır.
5. Diğer ışın, referans ışın, aynadan başka bir şeyden yansımadan emülsiyona çarpar.

Sonraki bölümde çalışma alanı gereksinimlerine bakacağız.

Çalışma Alanı Gereklilikleri

İyi bir görüntü elde etmek, uygun bir çalışma alanı gerektirir. Bazı yönlerden, bu alan için gereksinimler, ekipmanınızın gereksinimlerinden daha katı standartlara sahiptir. Oda ne kadar karanlıksa, o kadar iyidir. Üretilen hologramı etkilemeyecek şekilde odaya biraz ışık eklemenin iyi bir yolu, karanlık odalarda kullanılanlar ışıklardır. Karanlık oda güvenlik ışıkları genellikle kırmızı olduğundan ve holografi genellikle kırmızı ışık kullandığından, özellikle holografi için yapılmış yeşil ve mavi-yeşil güvenlik ışıkları vardır.

howstuffworks.com

Ayrıca holografi, ekipmanı mutlak bir şekilde hareketsiz tutabilen bir çalışma yüzeyi gerektirir; yani odanın içinde yürürken veya arabalar dışarıdan geçerken titrememelidir. Holografi laboratuarları ve profesyonel stüdyolar, genellikle pnömatik ayaklar üzerinde duran bal peteği şeklinde destek katmanlarına sahip özel olarak tasarlanmış masalar kullanır. Bunlar masanın üst yüzeyinin altındadır ve titreşimi azaltırlar. Alçak bir masaya şişirilmiş iç tüpler yerleştirip, ardından üzerine kalın bir kum tabakası dolu bir kutu yerleştirerek, kendi holografi tablonuzu oluşturabilirsiniz. Kum ve iç borular, profesyonel masanın petekleri ve pnömatik desteklerinin işlevini üstlenecektir. Bu kadar büyük bir masa için yeterli alanınız yoksa, her bir ekipmanı tutmak için bir bardak kum veya şeker kullanarak doğaçlama yapabilirsiniz; ancak bunlar daha büyük bir kurulum kadar sabit olmayacaktır.

Net hologramlar yapmak için havadaki titreşimi de azaltmanız gerekir. Isıtma ve iklimlendirme sistemleri, vücudunuzun hareketi, nefesiniz ve hatta vücut ısınızın dağıtılması gibi havayı etrafa üfleyebilir. Bu nedenlerden dolayı, hologramı yapmak için ekipmanınızı kurduktan sonra, ısıtma ve soğutma sistemini kapatmanız ve birkaç dakika beklemeniz gerekir.

Bu önlemler, biraz aşırıya kaçan fotoğrafçılık tavsiyeleri gibi geliyor olabilir; bir kamera ile fotoğraf çekerken, lensinizi temiz tutmanız, ışık seviyelerini kontrol etmeniz ve kamerayı kesinlikle hareketsiz tutmanız gerekir. Bunun nedeni, bir hologram yapmanın, mikroskobik düzeyde ayrıntılı bir fotoğraf çekmeye çok benzemesidir. Bir sonraki bölümde hologramların fotoğraflara nasıl benzediğine bakacağız.

Hologramlar ve Fotoğraflar

Bir film kamerasıyla fotoğraf çektiğinizde, bir anda dört temel adım gerçekleşir:

1. Obtüratör açılır.
2. Işık bir mercekten geçer ve bir film parçası üzerindeki fotoğrafik emülsiyona çarpar.
3. Gümüş halojenür adı verilen ışığa duyarlı bir bileşik, önünüzdeki sahneden yansırken ışığın genliğini veya yoğunluğunu kaydederek ışıkla reaksiyona girer.
4. Panjur kapanır.

howstuffworks.com

Bu süreçte, deklanşörün ne kadar açıldığı, lensin sahneyi ne kadar büyüttüğü ve karışıma ne kadar fazladan ışık eklediğiniz gibi birçok değişiklik yapabilirsiniz. Ancak ne tür değişiklikler yaparsanız yapın, dört temel adım hala aynıdır. Ek olarak, kurulumdaki değişikliklerden bağımsız olarak, ortaya çıkan görüntü hala sadece yansıyan ışığın yoğunluğunun bir kaydıdır. Filmi geliştirdiğinizde ve resmin bir baskısını yaptığınızda, gözleriniz ve beyniniz, resimden yansıyan ışığı orijinal görüntünün bir temsili olarak yorumlar.

Fotoğraflar gibi hologramlar da yansıyan ışığın kayıtlarıdır. Bunları yapmak, fotoğraf çekmek için gerekenlere benzer adımlar gerektirir:

1. Bir deklanşör açılır veya lazer kaynağından çıkar. (Bazı kurulumlarda, darbeli lazer tek bir ışık darbesi ateşleyerek deklanşöre olan ihtiyacı ortadan kaldırır.)
2. Nesne ışınından gelen ışık bir nesneden yansır. Referans ışından gelen ışık, nesneyi tamamen atlar.
3. Her iki ışından gelen ışık, ışığa duyarlı bileşiklerin buna tepki gösterdiği fotoğrafik emülsiyonla temas eder.
4. Obtüratör kapanır ve ışığı engeller.

Tıpkı bir fotoğrafta olduğu gibi, bu işlemin sonucu, gelen ışığı kaydeden bir film parçasıdır. Ancak, holografik plakayı geliştirip ona baktığınızda, gördüğünüz şey biraz sıra dışıdır. Bir kameradan geliştirilmiş film, size orijinal sahnenin negatif bir görünümünü gösterir - aydınlık alanlar karanlıktır ve bunun tersi de geçerlidir. Negatife baktığınızda, orijinal sahnenin neye benzediğini hala anlayabilirsiniz.

Ancak bir hologram yapmak için kullanılan gelişmiş bir film parçasına baktığınızda, orijinal sahneye benzeyen hiçbir şey görmüyorsunuz. Bunun yerine, karanlık bir film karesi veya rastgele bir çizgi ve girdap deseni görebilirsiniz. Bu film karesini bir görüntüye dönüştürmek, doğru aydınlatmayı gerektirir. Bir aktarım hologramında, tek renkli ışık hologramın içinden parlayarak bir görüntü oluşturur. Yansımalı bir hologramda, tek renkli veya beyaz ışık, bir görüntü oluşturmak için hologramın yüzeyinden yansır. Gözleriniz ve beyniniz, hologramdan parlayan veya yansıyan ışığı üç boyutlu bir nesnenin temsili olarak yorumlar. Kredi kartlarında ve etiketlerde gördüğünüz hologramlar, yansıma hologramlarıdır.

howstuffworks.com

Bir hologramı görmek için doğru ışık kaynağına ihtiyacınız vardır; çünkü hologramlar, ışığın fazını ve genliğini bir kod gibi kaydeder. Bir sahneden yansıyan ışığın basit bir modelini kaydetmek yerine, referans ışını ile nesne ışını arasındaki girişimi kaydeder. Bunu, küçük girişim saçaklarının bir modeli olarak yapar. Her bir saçak, onları oluşturmak için kullanılan ışığın bir dalga boyundan daha küçük olabilir. Bu girişim saçaklarının kodunu çözmek için bir anahtar gerekir - bu anahtar, doğru ışık türüdür.

Şimdi, ışığın tam olarak nasıl girişim saçakları oluşturduğunu keşfedeceğiz.

Hologramlar ve Işık

Filmde girişim saçaklarının nasıl oluştuğunu anlamak için ışık hakkında biraz bilgi sahibi olmanız gerekir. Işık, elektromanyetik tayfın bir parçasıdır, yani yüksek frekanslı elektriksel ve manyetik dalgalardan oluşur. Bu dalgalar oldukça karmaşıktır; ancak onları sudaki dalgalara benzer olarak hayal edebilirsiniz. Tepeleri ve çukurları vardır ve bir engelle karşılaşana kadar, düz bir çizgide hareket ederler. Engeller ışığı emebilir veya yansıtabilir ve çoğu nesne her ikisini de yapar. Tamamen pürüzsüz yüzeylerden gelen yansımalar speküler veya aynaya benzer, pürüzlü yüzeylerden gelen yansımalar ise dağınık veya saçılmıştır.

howstuffworks.com

Işığın dalga boyu, dalganın bir tepe noktasından diğerine olan mesafedir. Bu, dalganın frekansı veya belirli bir süre içinde bir noktadan geçen dalga sayısı ile ilgilidir. Işığın frekansı rengini belirler ve saniyedeki döngü veya Hertz (Hz) olarak ölçülür. Spektrumun kırmızı ucundaki renkler daha düşük frekanslara sahipken, spektrumun mor ucundaki renkler daha yüksek frekanslara sahiptir. Işığın genliği veya dalgaların yüksekliği, yoğunluğuna karşılık gelir.

How Stuff Works

Beyaz ışık, tıpkı güneş ışığı gibi, görünür spektrumun ötesindekiler de dahil olmak üzere, her yönde hareket eden tüm farklı ışık frekanslarını içerir. Bu ışık, etrafınızdaki her şeyi görmenize izin verse de, nispeten kaotiktir. Birçok farklı yöne giden birçok farklı dalga boyunu içerir. Aynı dalga boyundaki dalgalar bile farklı bir fazda olabilir veya tepe ve çukurlar arasında hizalanabilir.

Lazer ışığı ise düzenlidir. Lazerler, tek renkli ışık üretir: Tek bir dalga boyuna ve bir renge sahiptir. Bir lazerden çıkan ışık da tutarlıdır. Dalgaların tüm zirveleri ve çukurları sıralanır veya diğer bir deyişle "aynı fazda"dır. Dalgalar, uzaysal olarak veya ışının dalgası boyunca hizalanır.

Bir sonraki bölümde ışık yansıması ve "fazlalığına" bakacağız.

Işık Yansıması

Düzensiz beyaz ışık kullanarak bir fotoğraf çekebilir ve görüntüleyebilirsiniz, ancak bir hologram yapmak için, bir lazerin düzenli ışığına ihtiyacınız vardır. Bunun nedeni, fotoğrafların yalnızca filme çarpan ışığın genliğini kaydederken, hologramların hem genlik hem de fazdaki farklılıkları kaydetmesidir. Filmin bu farklılıkları kaydetmesi için, ışığın tüm ışın boyunca bir dalga boyu ve bir fazla başlaması gerekir. Lazeri terk ettiklerinde, tüm dalgaların aynı olması gerekir.

Bir holografik plakayı açığa çıkarmak için bir lazeri açtığınızda ne olur:

1. Bir ışık sütunu lazeri terk eder ve ışın ayırıcıdan geçer.
2. İki sütun, ilgili aynalarından yansır ve ayrı ayrı merceklerinden geçer.
3. Nesne, nesneden yansır ve holografik filmde referans ışınıyla birleşir.

Nesne ışınıyla ilgili akılda tutulması gereken birkaç nokta vardır: Birincisi, nesnenin yüzde 100 yansıtıcı olmamasıdır - kendisine ulaşan lazer ışığının bir kısmını emerek nesne ışınının dalgasının yoğunluğunu değiştirir. Nesnenin daha karanlık kısımları daha fazla ışığı emer ve daha açık kısımlar daha az ışığı emer.

howstuffworks.com

Üstelik, nesnenin yüzeyi mikroskobik düzeyde pürüzlüdür (insan gözüne pürüzsüz görünse bile) bu nedenle dağınık bir yansımaya neden olur. Yansıma yasasına nesne, göre ışığı her yöne dağıtır. Başka bir deyişle, ışığın yüzeye çarpma açısı veya açısı, yansıma açısı veya yüzeyden çıktığı ışıkla aynıdır. Bu dağınık yansıma, nesnenin her yerinden yansıyan ışığın holografik plakanın her yerine ulaşmasına neden olur.

Holografik plaka, nesne ve referans ışınları arasındaki etkileşimi yakalar. Sırada bunun nasıl olacağına bakacağız.

Saçakları Yakalamak

Hologram oluşturmak için kullanılan ışığa duyarlı emülsiyon, referans ve nesne ışınlarındaki ışık dalgaları arasındaki girişimi kayıt altına alır. İki dalga zirvesi karşılaştığında, birbirlerini güçlendirirler. Bu, yapıcı bir girişimdir. Zirve, çukurla karşılaştığında, birbirlerini sönümlendirirler. Bu, yıkıcı bir girişimdir. Bir dalganın zirvesini pozitif bir sayı ve çukuru negatif bir sayı olarak düşünebilirsiniz. İki ışının kesiştiği her noktada, bu iki sayı dalganın o bölümünü düzleştirir veya büyütür.

howstuffswork.com

Bu, radyo dalgalarını kullanarak bilgi ilettiğinizde olanlara çok benzer. Genlik modülasyonu (AM) radyo yayınlarında, bir sinüs dalgasını değişen genlikteki bir dalga ile birleştirirsiniz. Frekans modülasyonlu (FM) radyo yayınlarında, bir sinüs dalgasını değişen frekanslardan oluşan bir dalga ile birleştirirsiniz. Her iki durumda da sinüs dalgası, bilgiyi taşıyan ikinci bir dalga ile örtüşen taşıyıcı dalgadır.

Bir hologramda, kesişen iki ışık dalgası bir hiperboloid modeli oluşturur - bir veya daha fazla odak noktası etrafında döndürülmüş hiperbollere benzeyen üç boyutlu şekiller.

howstuffswork.com

İki dalga cephesinin çarpıştığı yerde duran holografik plaka, bu üç boyutlu şekillerin bir kesitini veya ince bir dilimini yakalar. Bu kafa karıştırıcı geliyorsa, suyla dolu berrak bir akvaryumun yan tarafına baktığınızı hayal edin. Akvaryumun zıt uçlarındaki suya iki taş düşürürseniz dalgalar, eşmerkezli halkalar halinde merkeze doğru yayılır. Dalgalar çarpıştığında, birbirlerine yapıcı ve yıkıcı bir şekilde müdahale ederler. Bu akvaryumun fotoğrafını çektiyseniz ve ortadaki ince bir dilim dışında tümünü kapattıysanız, göreceğiniz şey, belirli bir konumdaki iki dalga kümesi arasındaki girişimin bir kesitidir.

howstuffworks.com

Holografik emülsiyona ulaşan ışık, akvaryumdaki dalgalar gibidir. Zirveleri ve çukurları vardır ve dalgaların bazıları daha uzun, diğerleri daha kısadır. Emülsiyondaki gümüş halojenür, bu ışık dalgalarına tıpkı sıradan bir fotoğraftaki ışık dalgalarına verdiği gibi tepki verir. Emülsiyonu geliştirdiğinizde, emülsiyonun daha yoğun ışık alan kısımları koyulaşırken, daha az yoğun ışık alan kısımlar biraz daha açık kalır. Bu daha koyu ve daha açık alanlar, girişim saçakları haline gelir.

Bir sonraki bölümde emülsiyon ağartma işlemine bakacağız.

Emülsiyonu Ağartmak

Dalgaların genliği, saçaklar arasındaki kontrasta karşılık gelir. Dalgaların dalga boyu her bir saçağın şekline dönüşür. Hem uzaysal tutarlılık hem de kontrast, lazer ışınının nesneden yansımasının doğrudan bir sonucudur.

Bu saçakları tekrar görüntüye dönüştürmek için, ışık gerekir. Sorun şu ki, tüm küçük, üst üste binen girişim saçakları, hologramı o kadar karanlık yapabilir ki, ışığın çoğunu emer ve görüntünün yeniden yapılandırılması için çok az geçişe izin verir. Bu nedenle, holografik emülsiyonun işlenmesi genellikle bir ağartma banyosu kullanılarak ağartmayı gerektirir. Diğer bir alternatif, girişim saçaklarını kaydetmek için gümüş halojenür dışında, dikromatlı jelatin gibi ışığa duyarlı bir madde kullanmaktır.

Bir hologram ağartıldığında, karanlık değil, berrak olur. Girişim saçakları hala mevcuttur, ancak daha koyu bir renkten ziyade farklı bir kırılma indisine sahiptirler. Kırılma indeksi, ışığın bir ortamda ne kadar hızlı ilerlediği ile bir vakumda ne kadar hızlı ilerlediği arasındaki farktır. Örneğin, bir ışık dalgasının hızı havada, suda, camda, farklı gazlarda ve farklı film türlerinde dolaşırken değişebilir. Bazen bu, yarı dolu bir bardak suya konulan bir kaşığın belirgin bükülmesi gibi, gözle görülür çarpıklıklar üretir. Kırılma indisindeki farklılıklar, sabun köpüğü üzerinde gökkuşağına ve otoparklarda yağ lekelerine de neden olur. Beyazlatılmış bir hologramda, kırılma indeksindeki farklılıklar, ışık dalgalarının geçiş saçaklarından nasıl geçtiğini ve yansıma şeklini değiştirir.

Bu saçaklar, bir kod gibidir. Onları bir görüntüye dönüştürmek için; gözlerinizi, beyninizi ve doğru ışığı kullanırsınız. Bunun nasıl gerçekleştiğine bir sonraki bölümde bakacağız.

Saçakları Çözümlemek

Bir hologramdaki mikroskobik girişim saçakları, insan gözü için pek bir şey ifade etmez. Aslında, üst üste binen saçaklar hem karanlık hem de mikroskobik olduğundan, bir transmisyon hologramının gelişmiş filmine bakarsanız, görmeniz gereken tek şey karanlık bir karedir. Ancak bu, monokrom ışık içinden geçtiğinde değişir. Birdenbire, nesnenin hologram yapıldığı sırada bulunduğu aynı noktada 3 boyutlu bir görüntü görürsünüz.

howstuffswork.com

Bunun olması için birçok olayın aynı anda gerçekleşmesi gerekir. Birincisi, ışık, tek renkli ışığın - veya bir dalga boyundan oluşan ışığın - hologramın her parçasına aynı anda çarpmasına neden olan farklı bir merceğin içinden geçer. Hologram şeffaf olduğu için, değişmeden geçen bu ışığın çoğunu iletir.

İster koyu ister açık olsun, girişim saçakları ışığın bir kısmını yansıtır. İşlerin ilginçleştiği yer burası: Her girişim saçağı kıvrımlı, mikroskobik bir ayna gibidir. Ona çarpan ışık, ilk başta hologramı yaratmak için nesneden sıçradığında yaptığı gibi, yansıma yasasını izler. Geliş açısı, yansıma açısına eşittir ve ışık birçok farklı yönde hareket etmeye başlar.

Ancak bu, sürecin yalnızca bir kısmıdır. Işık bir engelin etrafından geçtiğinde veya bir yarıktan geçtiğinde, kırınıma uğrar veya yayılır. Bir ışık demeti orijinal yolundan ne kadar yayılırsa, kenarlar boyunca o kadar sönük hale gelir. Genişliği boyunca yerleştirilmiş aralıklı bir panele sahip bir akvaryum kullanarak bunun neye benzediğini görebilirsiniz. Akvaryumun bir ucuna bir çakıl taşı düşürürseniz, dalgalar panele eşmerkezli halkalar halinde yayılacaktır. Her bir halkadan sadece küçük bir parça paneldeki boşluktan geçebilir. Bu küçük parçaların her biri diğer tarafa yayılmaya devam edecektir.

howstuffswork.com

Bu süreç, ışığın bir dalga olarak hareket etmesinin doğrudan bir sonucudur: Bir dalga, bir engelin üzerinden veya bir yarıktan geçtiğinde, dalga cephesi diğer tarafta genişler. Bir hologramın girişim saçakları arasında o kadar çok yarık vardır ki, bir kırınım "ızgarası" görevi görür ve çok sayıda kesişen dalga cephesinin çok küçük bir alanda görünmesine neden olur.

Nesne Işınını Yeniden Oluşturmak

Hologramın içindeki kırınım ızgarası ve yansıtıcı yüzeyler, orijinal nesne ışınını yeniden oluşturur. Bu ışın, referans dalgayla birleştirilmeden önceki orijinal nesne ışınıyla tamamen aynıdır. Radyo dinlediğinizde olan budur. Telsiz alıcınız, genlik veya frekans modülasyonlu bilgileri taşıyan sinüs dalgasını yakalar. Bilgi dalgası, iletim için sinüs dalgası ile birleştirilmeden önceki orijinal durumuna geri döner.

Işın, ayrıca orijinal nesne ışınıyla aynı yönde hareket eder ve ilerledikçe yayılır. Nesne holografik plakanın diğer tarafında olduğundan, ışın size doğru hareket eder. Gözleriniz bu ışığa odaklanır ve beyniniz onu şeffaf hologramın arkasında bulunan üç boyutlu bir görüntü olarak yorumlar. Bu çok zor gelebilir, ancak bu fenomenle her gün karşılaşıyorsunuz. Bir aynaya her baktığınızda, kendinizi ve arkanızdaki çevrenizi aynanın yüzeyinin diğer tarafındaymış gibi görürsünüz. Ancak bu görüntüyü oluşturan ışık ışınları aynanın diğer tarafında değil - aynanın yüzeyinden yansıyan ve gözlerinize ulaşan ışınlardır. Çoğu hologram, aynı zamanda renk filtreleri gibi davranır, bu nedenle nesneyi, doğal renginden ziyade oluşturulmasında kullanılan lazerle aynı renkte görürsünüz.

Bu sanal görüntü, girişim saçaklarına çarpan ve gözlerinize doğru yayılan ışıktan gelir. Bununla birlikte, her bir saçağın ters tarafına çarpan ışık tam tersini yapar. Yukarı doğru hareket etmek ve uzaklaşmak yerine, aşağı doğru hareket eder ve birleşir. Nesnenin odaklanmış bir kopyasına dönüşür: yoluna bir ekran koyarsanız görebileceğiniz gerçek bir görüntü. Gerçek görüntü sahtedir veya arkadan öne çevrilir - ekran yardımı olmadan görebileceğiniz sanal görüntünün tam tersidir. Doğru aydınlatma ile hologramlar her iki görüntüyü de aynı anda görüntüleyebilir. Bununla birlikte, bazı durumlarda, gerçek veya sanal görüntüyü görmeniz, hologramın hangi tarafının size baktığına bağlıdır.

Beyniniz, bu iki görüntüyü de algılamanızda büyük rol oynar. Gözleriniz sanal görüntüden gelen ışığı algıladığında, beyniniz onu gerçek bir nesneden yansıyan bir ışık demeti olarak yorumlar. Beyniniz, bu sahneyi doğru şekilde yorumlamak için gölgeler, farklı nesnelerin göreceli konumları, mesafeler ve paralaks veya açı farklılıkları dahil olmak üzere birden fazla ipucu kullanır. Sahte gerçek görüntüyü yorumlamak için aynı ipuçlarını kullanır.

Bu açıklama, gümüş halojenür emülsiyonu ile yapılan aktarım hologramları için geçerlidir. Sırada, diğer bazı hologram türlerine bakacağız.

Diğer Hologram Türleri

Hediyelik eşya olarak satın alabileceğiniz veya ehliyetinizde görebileceğiniz hologramlar, yansıtma hologramlarıdır. Bunlar genellikle bir damgalama yöntemi kullanılarak, toplu olarak üretilir. Holografik bir emülsiyon geliştirdiğinizde, gümüş halojenür taneleri saf gümüşe indirgendiğinden emülsiyonun yüzeyi çöker. Bu, emülsiyon yüzeyinin dokusunu değiştirir. Hologramları seri üretmenin bir yöntemi, bu yüzeyi güçlendirmek için metalle kaplamak ve ardından girişim modelini metalik folyoya basmak için kullanmaktır. Çoğu zaman bu hologramları, normal beyaz ışıkta görüntüleyebilirsiniz. Aynı negatiften çok sayıda fotoğraf baskısı oluşturmanıza benzer şekilde, bir ana hologramdan yazdırarak hologramları toplu olarak üretebilirsiniz.

Dreamstime

Ancak yansıma hologramları, daha önce tartıştığımız transmisyon hologramları kadar ayrıntılı da olabilir. Bu tür hologramları üretebilen çok sayıda nesne ve lazer düzeneği vardır. Yaygın olanı; lazer, emülsiyon ve nesnenin tek bir satırda olduğu bir hat içi kurulumdur. Lazerden gelen ışın, referans ışını olarak başlar. Emülsiyondan geçer, diğer taraftaki nesneden seker ve nesne ışını olarak emülsiyona geri dönerek bir girişim modeli oluşturur. Beyaz veya monokrom ışık yüzeyinden yansıdığında bu holograma bakarsınız. Hala sanal bir görüntü görüyorsunuz - bu yalnızca beyninizin hologramın diğer tarafındaki gerçek bir nesneden geliyormuş gibi görünen ışık dalgaları hakkındaki yorumudur.

Yansıma hologramları genellikle transmisyon hologramlarından daha kalındır. Girişim saçaklarını kaydetmek için daha fazla fiziksel alan vardır. Bu, aynı zamanda, ışığın çarpması için daha fazla yansıtıcı yüzey katmanı olduğu anlamına gelir. Bu şekilde yapılmış hologramları, yalnızca yaklaşık yarım dalga boyunda derinlikte birden çok katmana sahip olarak düşünebilirsiniz. Işık ilk katmana girdiğinde, bir kısmı ışık kaynağına geri yansır ve bir kısmı sürecin tekrar ettiği bir sonraki katmana devam eder. Her katmandan gelen ışık, üstündeki katmanlardaki ışığa müdahale eder. Bu, Bragg etkisi olarak bilinir ve yansıma hologramlarında nesne ışınının yeniden yapılandırılmasının gerekli bir parçasıdır. Ayrıca, güçlü bir Bragg etkisine sahip hologramlar kalın hologramlar olarak bilinirken, çok az Bragg etkisine sahip olanlar incedir.

howstuffswork.com

Bragg etkisi, özellikle beyaz ışıkta görüntüleyebileceğiniz hologramlarda hologramın ışığı yansıtma şeklini de değiştirebilir. Farklı bakış açılarında, Bragg etkisi farklı ışık dalga boyları için farklı olabilir. Bu, hologramı bir açıdan tek bir renk ve başka bir açıdan başka bir renk olarak görebileceğiniz anlamına gelir. Bragg etkisi, kırmızı lazerle oluşturulmuş olsalar bile çoğu yeni hologramın yeşil görünmesinin nedenlerinden biridir.

Çoklu Görüntüler

Filmlerde, hologramlar havada tüm hareketli sahneleri hareket ettiriyor ve yeniden yaratıyor gibi görünebilir, ancak günümüzün hologramları yalnızca hareketi taklit edebilir. Bir holografik emülsiyonu, farklı konumlardaki nesneleri kullanarak farklı açılarda defalarca maruz bırakarak hareket yanılsamasını elde edebilirsiniz. Hologram, her görüntüyü yalnızca ışık ona dik açıdan çarptığında oluşturur. Bu holograma farklı açılardan baktığınızda beyniniz görüntülerdeki farklılıkları hareket olarak yorumlar. Holografik bir "flip-book" izliyormuşsunuz gibi. Ayrıca, hareket halindeki nesnelerin hareketsiz hologramlarını yapmak için saniyenin çok küçük bir bölümünde ateşleme yapabilen bir lazer de kullanabilirsiniz.

Aynı plakanın birden fazla pozlanması da başka etkilere yol açabilir. Tamamen farklı iki görüntü kullanarak, plakayı iki açıdan pozlandırabilir ve bakış açısına bağlı olarak farklı görüntüleri gösteren bir hologram oluşturabilirsiniz. Aynı plakayı aynı sahneyi kullanarak ve kırmızı, yeşil ve mavi lazerler kullanarak tam renkli bir hologram oluşturabilirsiniz. Yine de bu süreç aldatıcıdır ve genellikle seri üretilen hologramlar için kullanılmaz. Aynı sahneyi, konu bir tür uyarıcı deneyimlemeden önce ve sonra, örneğin bir rüzgar veya titreşim gibi, pozlayabilirsiniz. Bu, araştırmacıların uyaranın nesneyi nasıl değiştirdiğini tam olarak görmelerini sağlar.

Nesnelerin üç boyutlu görüntülerini yapmak için lazer kullanmak kulağa bir yenilik veya bir sanat biçimi gibi gelebilir. Ancak hologramların artan sayıda pratik kullanımı vardır. Bilim insanları, nesneleri üç boyutlu incelemek için hologramları kullanabilir ve ses dalgalarının üç boyutlu rekonstrüksiyonlarını oluşturmak için akustik holografiyi kullanabilirler. Holografik bellek de çok küçük bir alanda büyük miktarda veriyi depolamak için giderek yaygınlaşan bir yöntem haline geldi. Hatta bazı araştırmacılar, insan beyninin bilgiyi bir holograma çok benzeyen bir şekilde sakladığına inanıyor.

Hologramlar şu anda filmlerdeki gibi hareket etmese de, araştırmacılar tamamen 3 boyutlu hologramları görünür havaya yansıtmanın yollarını araştırıyorlar. Gelecekte, televizyon izlemekten hangi saç stilinin size en çok yakışacağına karar vermeye kadar her şeyi yapmak için hologramları kullanabilirsiniz.