Holoqrafik şəkil bu gün getdikcə daha çox istifadə olunur. Bəziləri hətta bunun bizə məlum olan ünsiyyət vasitələrini əvəz edə biləcəyinə inanırlar. İstəsəniz də, istəməsəniz də, indi müxtəlif sənaye sahələrində fəal şəkildə istifadə olunur. Məsələn, hamımız holoqrafik stikerlərlə tanışıq. Bir çox istehsalçı onları saxtakarlığa qarşı qoruyucu vasitə kimi istifadə edir. Aşağıdakı fotoda holoqrafik stikerlərdən bəziləri göstərilir. Onların istifadəsi malları və ya sənədləri saxtakarlıqdan qorumaq üçün çox təsirli bir yoldur.
Holoqrafiyanın öyrənilməsi tarixi
Şüaların sınması nəticəsində yaranan üçölçülü təsvir nisbətən yaxınlarda öyrənilməyə başlandı. Bununla belə, onun öyrənilməsi tarixinin mövcudluğundan artıq danışmaq olar. İngilis alimi Dennis Gabor ilk dəfə 1948-ci ildə holoqrafiyanın tərifini vermişdir. Bu kəşf çox əhəmiyyətli idi, lakin o dövrdə onun böyük əhəmiyyəti hələ aydın deyildi. 1950-ci illərdə işləyən tədqiqatçılar holoqrafiyanın inkişafı üçün çox vacib bir xüsusiyyət olan əlaqəli işıq mənbəyinin olmamasından əziyyət çəkirdilər. İlk lazer1960-cı ildə hazırlanmışdır. Bu cihazla kifayət qədər tutarlılığa malik işıq əldə etmək mümkündür. Amerika alimləri Juris Upatnieks və Immet Leith ondan ilk holoqramları yaratmaq üçün istifadə etdilər. Onların köməyi ilə obyektlərin üçölçülü təsvirləri əldə edilib.
Sonrakı illərdə tədqiqatlar davam etdirildi. O vaxtdan bəri holoqrafiya anlayışını tədqiq edən yüzlərlə elmi məqalə nəşr olundu və metod haqqında çoxlu kitablar nəşr olundu. Lakin bu əsərlər geniş oxucu kütləsinə yox, mütəxəssislərə ünvanlanıb. Bu yazıda hər şeyi əlçatan dildə danışmağa çalışacağıq.
Holoqrafiya nədir
Aşağıdakı tərif təklif oluna bilər: holoqrafiya lazer vasitəsilə əldə edilən üçölçülü fotoşəkildir. Bununla belə, bu tərif tamamilə qənaətbəxş deyil, çünki üçölçülü fotoqrafiyanın bir çox başqa növləri var. Buna baxmayaraq, o, ən əhəmiyyətlisini əks etdirir: holoqrafiya bir obyektin görünüşünü "qeyd etməyə" imkan verən texniki bir üsuldur; onun köməyi ilə real obyektə bənzəyən üçölçülü görüntü əldə edilir; onun inkişafında lazerlərin istifadəsi həlledici rol oynadı.
Holoqrafiya və onun tətbiqləri
Holoqrafiyanın tədqiqi bizə adi fotoqrafiya ilə bağlı bir çox məsələlərə aydınlıq gətirməyə imkan verir. Vizual sənət kimi, üçölçülü təsvir hətta sonuncuya meydan oxuya bilər, çünki o, ətrafınızdakı dünyanı daha dəqiq və düzgün əks etdirməyə imkan verir.
Alimlər bəzən vasitələrlə bəşəriyyət tarixindəki dövrləri ayırırlarmüəyyən əsrlərdə məlum olan əlaqələr. Məsələn, qədim Misirdə mövcud olan heroqliflərdən, 1450-ci ildə çap maşınının ixtirasından danışa bilərik. Dövrümüzdə müşahidə olunan texnoloji tərəqqi ilə əlaqədar olaraq televiziya və telefon kimi yeni rabitə vasitələri hakim mövqe tutmuşdur. Mediada istifadəsinə gəldikdə holoqrafik prinsip hələ başlanğıc mərhələsində olsa da, ona əsaslanan cihazların gələcəkdə bizə məlum olan rabitə vasitələrini əvəz edə biləcəyini və ya ən azı öz fəaliyyətlərini genişləndirə biləcəyini düşünməyə əsaslar var. əhatə dairəsi.
Elmi-fantastik ədəbiyyat və əsas çap tez-tez holoqrafiyanı yanlış, təhrif olunmuş işıqda təsvir edir. Onlar tez-tez bu üsul haqqında yanlış təsəvvür yaradırlar. İlk dəfə görünən həcmli görüntü valeh edir. Bununla belə, onun cihazının prinsipinin fiziki izahı daha az təsir edici deyil.
Müdaxilə nümunəsi
Obyektləri görmə qabiliyyəti, onların qırdığı və ya onlardan əks olunan işıq dalğalarının gözümüzə daxil olmasına əsaslanır. Bəzi obyektdən əks olunan işıq dalğaları bu obyektin formasına uyğun gələn dalğa cəbhəsinin forması ilə xarakterizə olunur. Qaranlıq və açıq zolaqların (və ya xətlərin) nümunəsi müdaxilə edən iki qrup əlaqəli işıq dalğaları tərəfindən yaradılır. Həcmli holoqrafiya belə yaranır. Bu halda, hər bir konkret halda bu zolaqlar yalnız bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olan dalğaların dalğa cəbhələrinin formasından asılı olan birləşməni təşkil edir. Bu cürşəkil müdaxilə adlanır. O, məsələn, dalğa müdaxiləsi müşahidə olunan yerə qoyularsa, foto lövhədə sabitlənə bilər.
Holoqramların müxtəlifliyi
Obyektdən əks olunan dalğa cəbhəsini qeyd etməyə (qeyd etməyə) və sonra onu bərpa etməyə imkan verən üsul ki, müşahidəçiyə elə görünsün ki, o, real obyekt görür və holoqrafiyadır. Bu, nəticədə yaranan təsvirin real obyektlə eyni şəkildə üçölçülü olması ilə əlaqədar effektdir.
Bir çox fərqli holoqram növləri var ki, onları çaşdırmaq asandır. Müəyyən bir növü birmənalı şəkildə müəyyən etmək üçün dörd və ya hətta beş sifətdən istifadə edilməlidir. Bütün dəstlərdən yalnız müasir holoqrafiyanın istifadə etdiyi əsas sinifləri nəzərdən keçirəcəyik. Ancaq əvvəlcə difraksiya kimi bir dalğa fenomeni haqqında bir az danışmaq lazımdır. Dalğa cəbhəsini qurmağa (daha doğrusu, yenidən qurmağa) imkan verən odur.
Difraksiya
Hər hansı bir obyekt işıq yolundadırsa, kölgə salır. İşıq bu obyektin ətrafında əyilir, qismən kölgə sahəsinə daxil olur. Bu təsirə difraksiya deyilir. Bu, işığın dalğa təbiəti ilə izah edilir, lakin onu ciddi şəkildə izah etmək olduqca çətindir.
Yalnız çox kiçik bucaqda işıq kölgə sahəsinə nüfuz edir, ona görə də biz onu çətinliklə hiss edirik. Lakin, onun yolunda çoxlu kiçik maneələr varsa, aralarındakı məsafə yalnız işığın bir neçə dalğa uzunluğuna bərabərdirsə, bu təsir kifayət qədər nəzərə çarpan olur.
Dalğa cəbhəsinin düşməsi böyük tək maneəyə düşürsə, onun müvafiq hissəsi "düşür", bu da bu dalğa cəbhəsinin qalan sahəsinə praktiki olaraq təsir göstərmir. Onun yolunda çoxlu kiçik maneələr varsa, o, difraksiya nəticəsində dəyişir ki, maneənin arxasında yayılan işıq keyfiyyətcə fərqli dalğa cəbhəsinə malik olsun.
Transformasiya o qədər güclüdür ki, işıq hətta başqa istiqamətə yayılmağa başlayır. Məlum oldu ki, difraksiya bizə orijinal dalğa cəbhəsini tamamilə fərqli birinə çevirməyə imkan verir. Beləliklə, difraksiya yeni dalğa cəbhəsi əldə etdiyimiz mexanizmdir. Onu yuxarıdakı şəkildə əmələ gətirən qurğuya difraksiya barmaqlığı deyilir. Bu barədə daha ətraflı danışaq.
Difraksiya barmaqlığı
Bu, üzərində nazik düz paralel vuruşlar (xətlər) çəkilmiş kiçik bir boşqabdır. Onlar bir-birindən millimetrin yüzdə biri, hətta mində biri ilə ayrılır. Lazer şüası yolda bir neçə bulanıq tünd və parlaq zolaqlardan ibarət olan ızgara ilə qarşılaşsa nə baş verir? Onun bir hissəsi düz ızgaradan keçəcək, bir hissəsi isə əyiləcək. Beləliklə, barmaqlıqdan orijinal şüaya müəyyən bir açı ilə çıxan və onun hər iki tərəfində yerləşən iki yeni şüa meydana gəlir. Bir lazer şüasının, məsələn, düz dalğa cəbhəsi varsa, onun yanlarında əmələ gələn iki yeni şüanın da düz dalğa cəbhələri olacaqdır. Beləliklə, keçirdiffraction grating lazer şüası, biz iki yeni wavefronts (düz) təşkil edir. Göründüyü kimi, difraksiya ızgarasını holoqramın ən sadə nümunəsi hesab etmək olar.
Holoqram Qeydiyyatı
Holoqrafiyanın əsas prinsiplərinə giriş iki müstəvi dalğa cəbhəsinin öyrənilməsi ilə başlamalıdır. Qarşılıqlı təsir göstərərək, ekranla eyni yerdə yerləşdirilən foto lövhədə qeyd olunan bir müdaxilə nümunəsi meydana gətirirlər. Holoqrafiyada prosesin bu mərhələsi (birincisi) holoqramın qeydə alınması (və ya qeydiyyatı) adlanır.
Şəkil bərpası
Müstəvi dalğalardan birinin A, ikincinin isə B olduğunu fərz edəcəyik. A dalğası istinad dalğası, B isə obyekt dalğası adlanır, yəni təsviri sabit olan obyektdən əks olunur.. O, istinad dalğasından heç bir şəkildə fərqlənməyə bilər. Bununla belə, üçölçülü real obyektin holoqramını yaradan zaman obyektdən əks olunan işığın daha mürəkkəb dalğa cəbhəsi əmələ gəlir.
Fotoqrafiya plyonkasında təqdim olunan müdaxilə nümunəsi (yəni difraksiya barmaqlığının təsviri) holoqramdır. O, istinad əsas şüasının (düz dalğa cəbhəsi olan lazer işığı şüası) yoluna yerləşdirilə bilər. Bu zaman hər iki tərəfdən 2 yeni dalğa cəbhəsi yaranır. Bunlardan birincisi B dalğası ilə eyni istiqamətdə yayılan obyekt dalğa cəbhəsinin dəqiq surətidir. Yuxarıdakı mərhələ təsvirin yenidən qurulması adlanır.
Holoqrafik proses
İki tərəfindən yaradılan müdaxilə nümunəsimüstəvi koherent dalğalar, fotoşəkil lövhəsində qeyd edildikdən sonra, bu dalğalardan birinin işıqlandırılması halında digər müstəvi dalğanı bərpa etməyə imkan verən bir cihazdır. Buna görə də holoqrafik proses aşağıdakı mərhələlərdən ibarətdir: dalğa obyekti cəbhəsinin holoqram şəklində qeydiyyatı və sonrakı “saxlanması” (müdaxilə nümunəsi) və istinad dalğası holoqramdan keçən istənilən vaxtdan sonra onun bərpası.
Obyektiv dalğa cəbhəsi əslində hər şey ola bilər. Məsələn, o, hansısa real obyektdən əks oluna bilər, əgər eyni zamanda istinad dalğasına uyğundursa. Koherentliyi olan hər hansı iki dalğa cəbhəsi tərəfindən formalaşan müdaxilə nümunəsi, difraksiyaya görə bu cəbhələrdən birini digərinə çevirməyə imkan verən bir cihazdır. Holoqrafiya kimi bir fenomenin açarı burada gizlənir. Bu mülkü ilk kəşf edən Dennis Gabor oldu.
Holoqramın yaratdığı təsvirin müşahidəsi
Dövrümüzdə holoqramları oxumaq üçün xüsusi cihaz, holoqrafik proyektor istifadə olunmağa başlayır. Şəkili 2D-dən 3D-ə çevirməyə imkan verir. Lakin sadə holoqramlara baxmaq üçün holoqrafik proyektor ümumiyyətlə tələb olunmur. Gəlin bu cür şəkillərə necə baxmaq barədə qısaca danışaq.
Ən sadə holoqramın yaratdığı təsviri müşahidə etmək üçün onu gözdən təxminən 1 metr məsafədə yerləşdirmək lazımdır. Difraksiya ızgarasından müstəvi dalğaların (yenidən qurulmuş) oradan çıxdığı istiqamətdə baxmaq lazımdır. Müşahidəçinin gözünə müstəvi dalğalar daxil olduğu üçün holoqrafik görüntü də düzdür. O, bizə müvafiq lazer şüalanması ilə eyni rəngə malik olan işıqla bərabər şəkildə işıqlandırılan “kor divar” kimi görünür. Bu “divar” spesifik xüsusiyyətlərdən məhrum olduğu üçün onun nə qədər uzaq olduğunu müəyyən etmək mümkün deyil. Sanki sonsuzluqda yerləşən uzadılmış divara baxırsan, lakin eyni zamanda onun kiçik bir “pəncərədən”, yəni holoqramdan görə biləcəyin yalnız bir hissəsini görürsən. Buna görə də, holoqram diqqətəlayiq heç nə görmədiyimiz vahid işıqlı səthdir.
Difraksiya barmaqlığı (holoqram) bir neçə sadə effekti müşahidə etməyə imkan verir. Onlar həmçinin holoqramların digər növləri ilə də nümayiş etdirilə bilər. Difraksiya barmaqlığından keçərək işıq şüası parçalanır, iki yeni şüa əmələ gəlir. Lazer şüaları istənilən difraksiya barmaqlığını işıqlandırmaq üçün istifadə edilə bilər. Bu halda radiasiya onun qeydi zamanı istifadə olunandan rənginə görə fərqlənməlidir. Rəng şüasının əyilmə bucağı onun hansı rəngə malik olduğundan asılıdır. Əgər qırmızıdırsa (ən uzun dalğa uzunluğu), onda belə şüa ən qısa dalğa uzunluğuna malik olan mavi şüadan daha böyük bucaq altında əyilir.
Difraksiya ızgarası vasitəsilə siz bütün rənglərin qarışığından, yəni ağdan keçə bilərsiniz. Bu halda, bu holoqramın hər bir rəng komponenti öz bucağı ilə bükülür. Çıxış bir spektrdirprizmanın yaratdığına bənzər.
Difraksiya ızgarasının vuruşunun yerləşdirilməsi
Şüaların əyilməsinin nəzərə çarpması üçün difraksiya barmaqlığının vuruşları bir-birinə çox yaxın aparılmalıdır. Məsələn, qırmızı şüanı 20 ° bükmək üçün vuruşlar arasındakı məsafənin 0,002 mm-dən çox olmaması lazımdır. Əgər onlar daha yaxından yerləşdirilsələr, işıq şüası daha da əyilməyə başlayır. Bu barmaqlığı "qeyd etmək" üçün belə incə detalları qeyd etməyə qadir olan foto lövhə lazımdır. Bundan əlavə, məruz qalma zamanı, eləcə də qeydiyyat zamanı boşqabın tamamilə hərəkətsiz qalması lazımdır.
Şəkil ən kiçik bir hərəkətlə belə əhəmiyyətli dərəcədə bulanıqlana bilər və o qədər ki, tamamilə fərqlənməyəcəkdir. Bu halda biz müdaxilə nümunəsini deyil, sadəcə olaraq bütün səthi üzərində bərabər şəkildə qara və ya boz bir şüşə boşqab görəcəyik. Təbii ki, bu halda difraksiya ızgarasının yaratdığı difraksiya effektləri təkrarlanmayacaq.
Ötürmə və əks etdirən holoqramlar
Qeyd etdiyimiz difraksiya barmaqlığı ondan keçən işığa təsir etdiyi üçün ötürücü adlanır. Əgər barmaqlıq xətlərini şəffaf boşqaba deyil, güzgü səthinə çəksək, əks etdirən difraksiya barmaqlığı alacağıq. Fərqli bucaqlardan fərqli işıq rənglərini əks etdirir. Müvafiq olaraq, holoqramların iki böyük sinfi var - əks etdirən və ötürücü. Birincilər əks olunan işıqda, ikincilər isə ötürülən işıqda müşahidə edilir.
