Holography - यो ... अवधारणालाई, सिद्धान्त, आवेदन

आज को holographic छवि झन् प्रयोग गरिन्छ। केही पनि यसलाई समय संचार को ज्ञात हालतमा प्रतिस्थापन गर्न सक्छ भन्ने विश्वास गर्छन्। छैन यो जस्तै वा, तर अब यसलाई व्यापक विभिन्न उद्योगहरूमा प्रयोग गरिन्छ। उदाहरणका लागि, हामी सबै परिचित holographic स्टिकर छन्। तिनीहरूलाई जालसाजी विरुद्ध सुरक्षाको माध्यम प्रयोग गरेर निर्माताहरु को एक धेरै। फोटो तल केही holographic स्टिकर देखाउँछ। आफ्नो आवेदन - जालसाजी विरुद्ध सामान र कागजातहरू सुरक्षा को एक धेरै प्रभावकारी तरिका हो।

holography को अध्ययन को इतिहास

अपवर्तन फलस्वरूप प्राप्त तीन आयोमी छवि, अपेक्षाकृत हालै अध्ययन गर्न थाले। तर, हामी यसको अध्ययन को इतिहास को अस्तित्व को कुरा गर्न सक्नुहुन्छ। डेनिस Gabor, ब्रिटिश वैज्ञानिक, पहिलो 1948 मा पहिचान, यो holography छ। यो खोज धेरै महत्वपूर्ण थियो, तर समयमा यसको सबैभन्दा ठूलो मूल्य अझै स्पष्ट थियो। holography को विकास को लागि एक धेरै महत्त्वपूर्ण सुविधा - 1950 मा काम, अनुसन्धानकर्ताहरूले उज्यालो स्रोत एक coherence भएको कमी भोगे छन्। पहिलो लेजर 1960 मा निर्मित थियो। यो उपकरण संग हल्का पर्याप्त coherence भइरहेको प्राप्त गर्न सम्भव छ। Juris Upatnieks र Leith immet अमेरिकी वैज्ञानिकहरूले यो पहिलो होलोग्राम सिर्जना गर्न प्रयोग गरेका छन्। आफ्नो मद्दत यसलाई वस्तुहरु तीन-आयामी तस्बिरहरू प्राप्त।

पछि वर्ष मा, अध्ययन जारी राखे। holography को अवधारणा जांच कि अनुसन्धान कागजात सयौं, प्रकाशित गरिएको छ र यो विधि धेरै पुस्तकहरू प्रकाशित गरेको छ। तर, यी काम व्यवसायीक र सामान्य पाठक गर्न सम्बोधन गर्दै हुनुहुन्छ। यस लेखमा हामी सबै पहुँच भाषा कुरा हुनेछ।

holography के हो

तपाईं निम्न परिभाषा प्रस्ताव: holography - लेजर volumetric फोटो प्राप्त छ। तर, यो परिभाषा छैन सम्पूर्ण सन्तोषजनक, तीन-आयामी तस्वीर को धेरै अन्य प्रकार छन् छ। holography - एक प्राविधिक विधि अनुमति दिन्छ कि वस्तु को उपस्थिति "रेकर्ड"; तर, यो सबै भन्दा महत्वपूर्ण झल्काउँछ यो वास्तविक कुरा जस्तै देखिन्छ कि तीन-आयामी छवि प्राप्त गर्न मद्दत गर्न सक्छ; पराबैंगनीकिरण को प्रयोग यसको विकास को लागि महत्वपूर्ण छ।

Holography र यसको आवेदन

holography अध्ययन पारंपरिक फोटोग्राफी संग सम्बन्धित मुद्दाहरू धेरै स्पष्ट गर्न मद्दत गर्छ। राम्रो कला रूपमा तीन आयोमी छवि पनि किनभने यो तपाईं अधिक सही र सही दुनिया प्रतिबिम्बित गर्न अनुमति दिन्छ, उत्तरार्द्ध चुनौती गर्न सक्नुहुन्छ।

वैज्ञानिकहरूले कहिलेकाहीं केही शताब्दीपछि मा चिनिन्थे जो संचार, को माध्यम द्वारा मानिसजातिको इतिहासको युग फेंकना। तपाईं 1450 मा मिश्र को प्राचीन hieroglyphics मा अवस्थित, को आविष्कार को को, उदाहरणका लागि, भन्न सक्छौं मुद्रण प्रेस को। यस्तो टिभी र टेलिफोन रूपमा आजकल अवलोकन प्राविधिक अग्रिम, संचार को नयाँ साधन, जडानमा, एक मूख्य स्थिति कब्जा। यो मिडिया यसको प्रयोग गर्न आउँछ जब holographic सिद्धान्त यसको शैशवकालदेखि मा अझै पनि छ तापनि, यो आधारित छ कि उपकरण भविष्यमा संचार को ज्ञात हालतमा प्रतिस्थापन गर्न, वा कम से कम आफ्नो आवेदन को स्कोप विस्तार गर्न सक्षम हुनेछ भन्ने विश्वास गर्न कारण छ।

विज्ञान कल्पना साहित्य र लोकप्रिय प्रेस अक्सर गलत, विकृत प्रकाश मा holography चित्रण। तिनीहरूले अक्सर यो विधि बारेमा गलत विचार सिर्जना गर्नुहोस्। तीन-आयामी छवि, पहिलो पटक आकर्षक लागि, देखेको। तर कुनै कम प्रभावशाली यसको उपकरणहरू को सिद्धान्त को शारीरिक व्याख्या छ।

यो हस्तक्षेप ढाँचा

क्षमता प्रकाश छालहरू द्वारा अपवर्तित वा तिनीहरूबाट प्रतिबिम्बित छन् भन्ने तथ्यलाई आधारित वस्तुहरू हेर्न, हाम्रो आँखा मा प्राप्त। को लहर अगाडि वस्तुको आकार अनुरूप को लहर फारम भरेको वस्तु देखि परावर्तितप्रकास। गाढा र हल्का धर्काहरू (वा रेखाहरू) को तस्वीर सुसंगत प्रकाश छालहरू जो हस्तक्षेप दुई समूह सिर्जना गर्नुहोस्। यो एक मात्रा holography खेल्छ। प्रत्येक मामलामा डाटा स्ट्रिप्स मात्र जो प्रत्येक अन्य अन्तरक्रिया गर्ने wavefronts छालहरू को आकार निर्भर संयोजन शामिल। तस्वीर यस्तो हस्तक्षेप भनिन्छ। यो तपाईं त्यहाँ छ जहाँ एक ठाउँमा राखेँ भने, उदाहरणका लागि, निश्चित गर्न सकिन्छ, एक फोटो प्लेट मा लहर हस्तक्षेप।

holograms को किसिम

विधि तपाईं रेकर्ड गर्न (दर्ता) वस्तु लहर अगाडिबाट प्रतिबिम्बित, र त्यसपछि दर्शक उहाँले वास्तविक कुरा देख्नुहुन्छ भन्ने महसुस भनेर पुनर्स्थापना गर्न अनुमति दिन्छ, र holography छ। तीन-आयामी छवि वास्तविक कुरा जस्तै हदसम्म प्राप्त छ भन्ने तथ्यलाई कारण छ यो प्रभाव।

त्यहाँ विभिन्न जसमा यो भ्रमित प्राप्त गर्न सजिलो छ, holograms को प्रकार हो। यो वा त्यो प्रकारको निर्धारण गर्न, खपत गर्नुपर्छ चार वा पाँच विशेषण। आफ्नो सबै सेट देखि, हामी आधारभूत वर्गहरू मात्र आधुनिक holography प्रयोग विचार गर्नुहोस्। तथापि, तपाईं पहिलो diffraction यस लहर घटना बारे थोडा कुरा गर्न आवश्यक छ। हामीलाई डिजाइन कि यो अनुमति दिन्छ गर्न (वा बरु फेरि बनाउनु गर्न) wavefront।

diffraction

वस्तु प्रकाश को बाटो मा छ भने, त्यो छाया casts। वस्तु वरिपरि हल्का bends, छाया क्षेत्र मा आंशिक आउँदै। यो प्रभाव diffraction भनिन्छ। उहाँले प्रकाश को लहर प्रकृति कारण छ, तर व्याख्या गर्न यो कडाई गर्न एकदम गाह्रो छ।

मात्र हल्का को एक धेरै सानो कोण मा छाया क्षेत्र मा penetrates, त्यसैले हामी लगभग यो नोटिस छैन। तर, सानो अवरोध एक अधिकता हो भने, दूरी जो बीच आफ्नो बाटो मा प्रकाश लहर मात्र केही लम्बाईहरू गठन, यो प्रभाव एकदम सजिलै देखिने हुन्छ।

को wavefront को गिरावट एक ठूलो एकल अवरोध मा पतन भने, यो प्रासंगिक भाग, कि wavefront को बाँकी क्षेत्र असर गर्दैन "पतन"। त्यहाँ आफ्नो बाटो मा सानो अवरोध धेरै छ भने, यो हल्का बाधा को फैलाउने एक गुणात्मक फरक लहर अगाडि हुनेछ भनेर diffraction द्वारा परिमार्जन गरिएको छ।

परिवर्तन पनि हल्का अन्य दिशा मा फैलाउन सुरु ताकि बलियो छ। यो diffraction हामीलाई यो एक धेरै भिन्न मा मूल wavefront रूपान्तरण गर्न अनुमति दिन्छ कि बाहिर जान्छ। यसरी, diffraction - यो संयन्त्र जो हामीले नयाँ wavefront प्राप्त। यसलाई गठन गरेर माथि वर्णन यन्त्र, रूपमा उल्लेख एक diffraction झंझरी। हामी यो बारेमा थप भन्नेछु।

diffraction झंझरी

यो एक thereon सञ्चय पातलो समानान्तर सीधा स्ट्रोक (रेखाहरू) संग एउटा सानो प्लेट छ। तिनीहरूले एक hundredth वा मिलिमिटर को पनि एक thousandth द्वारा दूरीमा छन्। आफ्नो बाटो मा लेजर बीम अस्पष्ट गाढा र उज्ज्वल बैंड को एक नम्बर को हुन्छन् जो ग्रिड पूरा भने के हुन्छ? यो भाग पट्टी मार्फत सिधै पास हुनेछ, र केही - दोब्र्याइएको। यसरी दुई नयाँ बीम यसलाई दुवै पक्षलाई स्थित जो बाहिर निस्कन मूल बीम गर्न एक निश्चित कोण मा झंझरी र गठन। एक लेजर बीम छ भने, उदाहरणका लागि, एक विमान wavefront, नयाँ बीम को पक्ष द्वारा गठन दुई पनि योजनाविद्य wavefronts हुनेछ। त्यसैले, एक लेजर बीम diffraction झंझरी मार्फत पारित गरेर हामी फारम दुई नयाँ लहर मोर्चों (समतल)। जाहिर छ, यो diffraction झंझरी एक होलोग्राम को सरल उदाहरण विचार गर्न सकिन्छ।

होलोग्राम दर्ता

holography आधारभूत सिद्धान्त Familiarity दुई विमान लहर मोर्चों को एक अध्ययन सुरु गर्नुपर्छ। अन्तरक्रिया, तिनीहरूले एउटा हस्तक्षेप ढाँचा, त्यहाँ एक स्क्रीन, फोटो प्लेट थियो जहाँ एउटै ठाउँमा राखिएको एक मा रेकर्ड गरिएको छ जो फारम। प्रक्रिया (पहिलो) holography मा यस चरण को होलोग्राम को रेकर्ड (वा रेकर्डिङ) भनिन्छ।

छवि पुनर्स्थापना

एक, र दोस्रो - - वी अर्थात् लहर र बी सन्दर्भ - हामी विमान छालहरू एक कि मान विषय, कि वस्तु जसको छवि निश्चित छ देखि प्रतिबिम्बित गरिएको छ। यो सन्दर्भ लहर कुनै तरिकामा गर्न सक्नुहुन्छ अलग छ। तथापि, जब होलोग्राम सिर्जना तीन आयोमी प्रकाश को वास्तविक वस्तु एकदम अधिक जटिल wavefront वस्तु देखि प्रतिबिम्बित गठन गरिएको छ।

यो हस्तक्षेप ढाँचा, एक फोटो फिलिम मा प्रदान (ie, झंझरी छवि), - यो होलोग्राम छ। यसलाई प्राथमिक सन्दर्भ बीम को बाटो (लेजर बीम एक विमान wavefront भइरहेको) मा राखिएको गर्न सकिन्छ। यस मामला मा, दुवै पक्ष 2 नयाँ लहर अगाडि गठन गर्दै हुनुहुन्छ। तिनीहरूलाई को पहिलो नै निर्देशन गर्ने माथि कदम reconstructed छवि भनिन्छ छ लहर डब्ल्यू रूपमा propagates जो वस्तु लहर अगाडि एक सही प्रतिलिपि हो।

को holographic प्रक्रिया

यो हस्तक्षेप ढाँचा, दुई विमान द्वारा सिर्जना गरिएको छ जो सुसंगत छालहरू को फोटो प्लेट मा रेकर्ड पछि हो यी छालहरू एक को मामला मा अन्य विमान लहर रोशनी पुन: प्राप्त गर्न अनुमति उपकरण छ। दर्ता र पछि एक होलोग्राम (हस्तक्षेप ढाँचा) को रूप मा उद्देश्य को लहर अगाडि को "भण्डारण" र सन्दर्भ लहर होलोग्राम मार्फत खण्डमा पछि कुनै पनि समयमा यसको reconstitution: को holographic प्रक्रिया, यसरी निम्न कदम छ।

विषय wavefront वास्तवमा कुनै पनि हुन सक्छ। उदाहरणका लागि, यो एक सुसंगत सन्दर्भ लहर छ भने गर्दा, एउटा वास्तविक वस्तुबाट प्रतिबिम्बित हुन सक्छ। coherence भइरहेको कुनै पनि दुई wavefronts द्वारा गठन, को हस्तक्षेप ढाँचा - यो भनेर कारण अन्य यी मोर्चों एक को diffraction गर्न रूपान्तरण गर्न अनुमति दिन्छ उपकरण छ। यो हो जहाँ holography को घटना गर्न लुकेका कुञ्जी। डेनिस Gabor पहिलो यस सम्पत्ति पत्ता।

को होलोग्राम द्वारा उत्पन्न अवलोकन छवि

holographic प्रोजेक्टर - हाम्रो समय मा, यो एक विशेष उपकरण holograms पढेर लागि प्रयोग गर्न थाले। यसलाई तपाईंले तीन-आयामी गर्न two- छवि रूपान्तरण गर्न अनुमति दिन्छ। तथापि, एक सरल होलोग्राम हेर्न holographic प्रोजेक्टर आवश्यक छैन। छोटकरीमा कसरी त्यस्तो तस्बिरहरू सामना गर्न वर्णन गर्नुहोस्।

यस प्राथमिक होलोग्राम छवि गठन गरिएको छ पालन गर्न, यो आँखा बाट 1 मीटर को दूरी मा यो राख्न आवश्यक छ। diffraction मार्फत झंझरी जसमा विमान छालहरू (पुनःस्थापित) दिशा हेर्न यसलाई बाहिर आउँदै आवश्यक छ। त्यसैले विमान छालहरू को अवलोकनकर्ताले को आँखा प्रविष्ट कसरी ठ्याक्कै एक holographic छवि पनि सपाट छ। यो भने समान रूप सोही जस्तै रंग भएको प्रकाश illuminates कि "खाली पर्खाल" हामीलाई देखिन्छ लेजर। यो "पर्खाल" deprived छ विशिष्ट संकेत भएकोले यो छ कति टाढा निर्धारण गर्न असम्भव छ। तपाईं पर्खालहरु भन्दा अनन्त मा स्थित हेर्न भने यो देखिन्छ, तर तपाईं मात्र एउटा सानो एक होलोग्राम छ कि "विन्डो" मार्फत हेर्न सम्भव छ जो, यो भाग देख्न सक्छौं। त्यसैले, एक होलोग्राम - समान रूप हामी ध्यान योग्य केहि छैन हेर्न सक्नुहुन्छ जुन मा सतह उज्यालो छ।

(होलोग्राम) झंझरी को diffraction हामीलाई केही सरल प्रभाव पालन गर्न अनुमति दिन्छ। तिनीहरूले holograms र अन्य प्रकार को प्रयोग देखाउन सक्छौं। झंझरी को diffraction मार्फत पारित, ज्योति बीम दुई नयाँ बीम गठन, विभाजन छ। लेजर बीम प्रयोग कुनै पनि diffraction झंझरी उजाला गर्न सक्नुहुन्छ। यो विकिरण यसको रेकर्डिङ प्रयोग देखि एक अलग रंग हुनुपर्छ। को झुकन रंग बीम को कोण उहाँले छ के रंग भर पर्छ। यो रातो (लामो-तरङलम्बाइ) छ भने, यस्तो बीम सानो तरङलम्बाइ छ जो नीलो बीम, भन्दा ठूलो कोण मा बाङ्गो छ।

को झंझरी सबै रंग को एक मिश्रण छोड्न सक्नुहुन्छ मार्फत, सेतो IE। यस मामला मा, होलोग्राम प्रत्येक रंग घटक यसको आफ्नै कोण अन्तर्गत bends। उत्पादन स्पेक्ट्रम मा सिर्जना समपार्श्व समान गठन गरिएको छ।

को झंझरी लाइनको नियुक्ति

को झंझरी को स्ट्रोक यसलाई हल्का रेज को सजिलै देखिने झुकन थियो आपसमा धेरै नजिक गर्नुपर्छ। उदाहरणका लागि, 20 द्वारा रातो बीम को झुकाव गर्न ° जरूरी grooves बीच दूरी 0,002 मिमी अधिक गर्दैन छ। तिनीहरूले अझ राम्ररी राख्न भने, प्रकाश को एक रे अझ मोड गर्न थाल्छ। जो यति पातलो भागहरु रेकर्ड गर्न सक्छन्, दिइएको जाली प्लेट आवश्यक छ "लेख्नुहोस्" गर्न। यसबाहेक, यो जोखिम को प्रक्रिया मा प्लेट र दर्ता समयमा पूर्ण गतिहीन रह्यो गर्न आवश्यक छ।

तस्विर यसलाई पूर्ण अप्रभेद्य हुनेछ धेरै कि त, पनि slightest आन्दोलन मा धेरै गंदा गर्न सकिन्छ। यस मामला मा, हामी समान कालो वा खैरो कुनै हस्तक्षेप ढाँचा, बस एक गिलास प्लेट यसको सम्पूर्ण सतह माथि हेर्नुहोस्। निस्सन्देह, यो मामला मा, एक diffraction झंझरी उत्पन्न diffraction प्रभाव प्ले छैन।

Transmissive र चिन्तनशील होलोग्राम

यो माध्यम पारित ज्योतिमा कार्य किनभने हामी, झंझरी एक प्रसारण रूपमा उल्लेख छ diffraction जांच गरेका छन्। आँखीझ्याल लाइन को कारण ले पारदर्शी प्लेट मा, र दर्पण को सतह मा छैन भने, हामी reflectivity झंझरी एक diffraction प्राप्त। यसलाई विभिन्न रङ विभिन्न कोण मा प्रकाश झल्काउँछ। चिन्तनशील र transmissive - तदनुसार, holograms दुई व्यापक कक्षाहरू छन्। पहिलो परावर्तितप्रकास अवलोकन र दोस्रो - बित्दै जाँदा मा।