From Wikipedia, the free encycloped

From Wikipedia, the free encyclopedia
For other uses, see Holography (disambiguation).
For the documentary authorship, see Holograph.
"Hologram" redirects here. For other uses, see Hologram (disambiguation).

Two photographs of a single hologram taken from different viewpoints
Holography is the science and practice of making holograms, which are normally encodings of light fields rather than of images formed by a lens. Holograms are usually intended for displaying three-dimensional images. The holographic recording itself is not an image; it consists of an apparently random structure of varying intensity, density or surface profile. When it is suitably lit, the original light field is recreated and the view of the objects that used to be in it changes as the position and orientation of the viewer changes, as if the objects were still there.

In its pure form, holography requires the use of laser light for illuminating the subject and for displaying the finished hologram, relying solely on the optical phenomena of interference and diffraction. Under optimal conditions, in a side-by-side comparison a holographic image is visually indistinguishable from the actual subject, if both are lit just as they were at the time of recording.

In common practice, however, major image quality compromises are made to eliminate the need for laser illumination when viewing the hologram, and sometimes, to the extent possible, also when making it. Non-holographic intermediate imaging procedures are often employed as an alternative to the high-powered and hazardous pulsed lasers otherwise needed for the holography of people and other living things. Holograms can now also be entirely computer-generated and show objects or scenes that never existed.

Holography should not be confused with lenticular and other earlier autostereoscopic 3D display technologies, which can produce superficially similar results but are based on conventional lens imaging. Stage illusions such as Pepper's Ghost and other unusual, baffling, or seemingly magical images are also often carelessly called holograms.

Contents [hide]
1 Overview and history
2 How holography works
2.1 Laser
2.2 Apparatus
2.3 Process
2.4 Holography vs. photography
3 Physics of holography
3.1 Plane wavefronts
3.2 Point sources
3.3 Complex objects
3.4 Mathematical model
4 Recording a hologram
4.1 Items required
4.2 Hologram classifications
4.2.1 Amplitude and phase modulation holograms
4.2.2 Thin holograms and thick (volume) holograms
4.2.3 Transmission and reflection holograms
4.3 Holographic recording media
4.4 Copying and mass production
5 Reconstructing and viewing the holographic image
5.1 Volume holograms
5.2 Rainbow holograms
5.3 Fidelity of the reconstructed beam
6 Applications
6.1 Art
6.2 Data storage
6.3 Dynamic holography
6.4 Hobbyist use
6.5 Holographic interferometry
6.6 Interferometric microscopy
6.7 Sensors or biosensors
6.8 Security
6.9 Other applications
7 Non-optical holography
8 Things often confused with holograms
9 Holography in fiction
10 See also
11 References
12 Reference sources
13 Further reading
14 External links
Overview and history[edit]
The Hungarian-British physicist Dennis Gabor (in Hungarian: Gábor Dénes),[1][2] was awarded the Nobel Prize in Physics in 1971 "for his invention and development of the holographic method".[3] His work, done in the late 1940s, built on pioneering work in the field of X-ray microscopy by other scientists including Mieczysław Wolfke in 1920 and WL Bragg in 1939.[4] The discovery was an unexpected result of research into improving electron microscopes at the British Thomson-Houston (BTH) Company in Rugby, England, and the company filed a patent in December 1947 (patent GB685286). The technique as originally invented is still used in electron microscopy, where it is known as electron holography, but optical holography did not really advance until the development of the laser in 1960. The word holography comes from the Greek words ὅλος (hólos; "whole") and γραφή (graphḗ; "writing" or "drawing").


Horizontal symmetric text, by Dieter Jung
The development of the laser enabled the first practical optical holograms that recorded 3D objects to be made in 1962 by Yuri Denisyuk in the Soviet Union[5] and by Emmett Leith and Juris Upatnieks at the University of Michigan, USA.[6] Early holograms used silver halide photographic emulsions as the recording medium. They were not very efficient as the produced grating absorbed much of the incident light. Various methods of converting the variation in transmission to a variation in refractive index (known as "bleaching") were developed which enabled much more efficient holograms to be produced.[7][8][9]

Several types of holograms can be made. Transmission holograms, such as those produced by Leith and Upatnieks, are viewed by shining laser light through them and looking at the reconstructed image from the side of the hologram opposite the source.[10] A later refinement, the "rainbow transmission" hologram, allows more convenient illumination by white light rather than by lasers.[11] Rainbow holograms are commonly used for security and authentication, for example, on credit cards and product packaging.[12]

Another kind of common hologram, the reflection or Denisyuk hologram, can also be viewed using a white-light illumination source on the same side of the hologram as the viewer and is the type of hologram normally seen in holographic displays. They are also capable of multicolour-image reproduction.[13]

Specular holography is a related technique for making three-dimensional images by controlling the motion of specularities on a two-dimensional surface.[14] It works by reflectively or refractively manipulating bundles of light rays, whereas Gabor-style holography works by diffractively reconstructing wavefronts.

Most holograms produced are of static objects but systems for displaying changing scenes on a holographic volumetric display are now being developed.[15][16][17]

Holograms can also be used to store, retrieve, and process information optically.[18]

In its early days, holography required high-power expensive lasers, but nowadays, mass-produced low-cost semi-conductor or diode lasers, such as those found in millions of DVD recorders and used in other common applications, can be used to make holograms and have made holography much more accessible to low-budget researchers, artists and dedicated hobbyists.

It was thought that it would be possible to use X-rays to make holograms of very small objects and view them using visible light[citation needed]. Today, holograms with x-rays are generated by using synchrotrons or x-ray free-electron lasers as radiation sources and pixelated detectors such as CCDs as recording medium.[19] The reconstruction is then retrieved via computation. Due to the shorter wavelength of x-rays compared to visible light, this approach allows to image objects with higher spatial resolution.[20] As free-electron lasers can provide ultrashort and x-ray pulses in the range of femtoseconds which are intense and coherent, x-ray holography has been used to capture ultrafast dynamic processes.[21][22][23]

How holography works[edit]

Recording a hologram

Reconstructing a hologram

Close-up photograph of a hologram's surface. The object in the hologram is a toy van. It is no more possible to discern the subject of a hologram from this pattern than it is to identify what music has been recorded by looking at a CD surface. Note that the hologram is described by the speckle pattern, rather than the "wavy" line pattern.
Holography is a technique that enables a light field, which is generally the product of a light source scattered off objects, to be recorded and later reconstructed when the original light field is no longer present, due to the absence of the original objects.[24] Holography can be thought of as somewhat similar to sound recording, whereby a sound field created by vibrating matter like musical instruments or vocal cords, is encoded in such a way that it can be reproduced later, without the presence of the original vibrating matter.

Laser[edit]
Hologram is recorded using a flash of light that illuminates a scene and then imprints on a recording medium, much in the way a photograph is recorded. In addition, however, part of the light beam must be shone directly onto the recording medium - this second light beam is known as the reference beam. A hologram requires a laser as the sole light source. Lasers can be precisely controlled and have a fixed wavelength, unlike sunlight or light from conventional sources, which contain many different wavelengths. To prevent external light from interfering, holograms are usually taken in darkness, or in low level light of a different color from the laser light used in making the hologram. Holography requires a specific exposure time (just like photography), which can be controlled using a shutter, or by electronically timing the laser.

Apparatus[edit]
A hologram can be made by shining part of the light beam directly onto the recording medium, and the other part onto the object in such a way that some of the scattered light falls onto the recording medium.

A more flexible arrangement for recording a hologram requires the laser beam to be aimed through a series of elements that change it in different ways. The first element is a beam splitter that divides the beam into two identical beams, each aimed in different directions:

One beam (known as the illumination or object beam) is spread using lenses and directed onto the scene using mirrors. Some of the light scattered (reflected) from the scene then falls onto the recording medium.
The second beam (known as the reference beam) is also spread through the use of lenses, but is directed so that it doesn't come in contact with the scene, and instead travels directly onto the recording medium.
Several different materials can be used as the recording medium. One

Kết quả (Việt) 1:

Từ Wikipedia tiếng ViệtXem các nghĩa khác tại Holography (định hướng)Nhất tác giả tài liệu, xem tự tay viết."Ba chiều" đổi hướng đến đây. Xem các nghĩa khác tại ba chiều (định hướng)Hai bức ảnh của một hình ba chiều duy nhất Lấy từ quan điểm khác nhauHolography là khoa học và thực hành làm cho holograms, mà thường là mã hóa của trường ánh sáng hơn là hình ảnh được hình thành bởi một ống kính. Holograms thường được thiết kế để hiển thị hình ảnh ba chiều. Các ghi âm ba chiều tự nó không phải là một hình ảnh; nó bao gồm một cấu trúc dường như ngẫu nhiên của thay đổi cường độ, mật độ hoặc bề mặt hồ sơ. Khi nó phù hợp được thắp sáng, trường ánh sáng ban đầu là tái tạo và thay đổi quan điểm của các đối tượng được sử dụng để ở trong đó như vị trí và hướng của những thay đổi người xem, như nếu các đối tượng đã vẫn còn đó.Ở dạng tinh khiết, holography đòi hỏi việc sử dụng của ánh sáng laser cho chiếu sáng chủ đề và để hiển thị hình ba chiều trên hoàn tất, dựa hoàn toàn vào các hiện tượng quang học của sự can thiệp và nhiễu xạ. Dưới điều kiện tối ưu, trong một-by-side so sánh một hình ảnh nổi ba chiều là trực quan không thể phân biệt từ đối tượng thực tế, nếu cả hai được thắp sáng cũng giống như họ đã tại thời điểm thu âm.Trong thực tế phổ biến, Tuy nhiên, thỏa hiệp chất lượng hình ảnh lớn được thực hiện để loại bỏ sự cần thiết cho laser chiếu sáng khi xem hình ba chiều, và đôi khi, đến mức có thể, cũng khi làm cho nó. Holographic phòng không thủ tục trung gian hình ảnh thường được sử dụng như là một thay thế cho các high-powered và nguy hiểm xung laser nếu không cần thiết cho holography của người dân và các sinh vật. Holograms có thể bây giờ cũng hoàn toàn máy tính, tạo ra và hiển thị các đối tượng hoặc cảnh mà không bao giờ tồn tại.Holography không nên nhầm lẫn với lenticular và khác trước đó autostereoscopic 3D Hiển thị công nghệ, mà có thể sản xuất kết quả bề ngoài tương tự nhưng được dựa trên hình ảnh ống kính thông thường. Giai đoạn các ảo tưởng như con ma của hạt tiêu và khác bất thường, baffling hoặc huyền diệu dường như hình ảnh được cũng thường carelessly gọi holograms.Nội dung [ẩn] 1 tổng quan và lịch sử2 cách holography hoạt động2.1 laser2.2 bộ máy2.3 quá trình2.4 holography so với nhiếp ảnh3 vật lý của holography3.1 máy bay wavefronts3.2 điểm nguồn3.3 phức tạp đối tượng3.4 mô hình toán học4 ghi âm một hình ba chiều4.1 mục yêu cầu4.2 hình ba chiều trên phân loại4.2.1 biên độ và giai đoạn điều chế holograms4.2.2 mỏng holograms và dày (khối lượng) holograms4.2.3 bộ truyền động và sự phản ánh holograms4.3 phương tiện truyền thông ghi âm holographic4.4 sao chép và sản xuất hàng loạt5 Reconstructing và xem hình ảnh ba chiều5.1 khối lượng holograms5.2 cầu vồng holograms5.3 độ trung thực của các chùm tia dựng lại6 ứng dụng6.1 nghệ thuật6.2 lưu trữ dữ liệu6.3 năng động holography6.4 sử dụng hobbyist6,5 holographic interferometry6.6 kính hiển vi interferometric6.7 bộ cảm biến hoặc biosensors6.8 an ninh6.9 các ứng dụng khác7 phòng không quang học holography8 những điều thường nhầm lẫn với holograms9 holography trong viễn tưởng10 Xem thêm11 tham khảo12 tham khảo nguồn13 đọc thêm14 liên kết ngoàiTổng quan và lịch sử [sửa]Các nhà vật lý người Anh Hung Dennis Gabor (trong Hungary: Gábor trong), [1] [2] được trao giải Nobel vật lý năm 1971 "cho phát minh và phát triển của các phương pháp hình nổi ba chiều của mình". [3] công việc, thực hiện trong cuối thập niên 1940, xây dựng trên tiên phong làm việc trong lĩnh vực của x-quang kính hiển vi bởi nhà khoa học khác bao gồm Mieczysław Wolfke năm 1920 và WL Bragg năm 1939. [4] việc phát hiện ra là một kết quả bất ngờ của nghiên cứu cải tiến kính hiển vi điện tử tại công ty (BTH) British Thomson-Houston ở Rugby, Anh, và công ty nộp một bằng sáng chế trong tháng 12 năm 1947 (bằng sáng chế GB685286). Các kỹ thuật như ban đầu đã phát minh ra vẫn còn được sử dụng trong kính hiển vi điện tử, nơi nó được gọi là điện tử holography, nhưng holography quang đã không thực sự thúc đẩy cho đến sự phát triển của laser vào năm 1960. Holography từ xuất phát từ từ tiếng Hy Lạp ὅλος (hólos; "toàn bộ") và γραφή (graphḗ; "văn bản" hoặc "vẽ").Văn bản đối xứng ngang, bởi Dieter JungSự phát triển của laser kích hoạt các holograms quang học thực tế đầu tiên ghi lại các đối tượng 3D để được thực hiện vào năm 1962 bởi Yuri Denisyuk ở Liên Xô [5] và Emmett Leith và Juris Upatnieks tại Đại học Michigan, Hoa Kỳ. [6] đầu holograms sử dụng nhũ tương nhiếp ảnh halua bạc như là phương tiện ghi âm. Họ đã không rất hiệu quả như tấm lưới trải sản xuất hấp thụ nhiều sự cố ánh sáng. Các phương pháp khác nhau của chuyển đổi các biến thể trong truyền tải đến một sự thay đổi trong chỉ số khúc xạ (được biết đến như là "tẩy trắng") được phát triển mà cho phép nhiều hơn nữa hiệu quả holograms được sản xuất. [7] [8] [9]Một số loại holograms có thể được thực hiện. Bộ truyền động holograms, chẳng hạn như những người sản xuất bởi Leith và Upatnieks, được xem bằng cách chiếu laser ánh sáng qua chúng và đang tìm kiếm tại dựng lại hình ảnh từ phía bên của hình ba chiều đối diện với nguồn gốc. [10] một sàng lọc sau này, hình ba chiều trên "cầu vồng truyền", cho phép thuận tiện hơn chiếu sáng bởi ánh sáng trắng chứ không phải bởi laser. [11] cầu vồng holograms được thường được sử dụng cho bảo mật và xác thực, ví dụ, trên thẻ tín dụng và bao bì sản phẩm. [12]Một loại hình ba chiều trên phổ biến, phản ánh hoặc Denisyuk hình ba chiều trên, cũng có thể được xem bằng cách sử dụng một nguồn ánh sáng trắng chiếu sáng trên cùng một bên của hình ba chiều như người xem và là loại hình ba chiều trên thường thấy trong màn hình nổi ba chiều. Họ cũng có khả năng sao chép hình ảnh multicolour. [13]Specular holography là một kỹ thuật có liên quan để làm cho hình ảnh ba chiều bằng cách kiểm soát sự chuyển động của specularities trên một bề mặt hai chiều. [14] nó hoạt động bằng cách nhìn hoặc refractively thao tác với bó của tia ánh sáng, trong khi phong cách Gabor holography hoạt động bằng cách xây dựng lại diffractively wavefronts.Hầu hết các holograms sản xuất tĩnh vật nhưng hệ thống để hiển thị thay đổi cảnh trên một màn hình nổi ba chiều thể tích mới bây giờ đang được phát triển. [15] [16] [17]Holograms cũng có thể được sử dụng để lưu trữ, truy xuất và xử lý thông tin quang học. [18]Trong những ngày đầu, holography yêu cầu sứ laser đắt tiền, nhưng ngày nay, sản xuất hàng loạt rẻ bán dẫn hoặc diode laser, chẳng hạn như những người tìm thấy trong hàng triệu máy ghi DVD và được sử dụng trong các ứng dụng phổ biến, có thể được sử dụng để làm cho holograms và đã thực hiện holography dễ tiếp cận nhiều hơn để các nhà nghiên cứu ngân sách thấp, nghệ sĩ và nhà sưu tầm chuyên dụng.Đó suy nghĩ rằng nó sẽ có thể sử dụng x-quang để làm cho holograms rất nhỏ các đối tượng và xem chúng sử dụng ánh sáng khả kiến [cần dẫn nguồn]. Hôm nay, holograms với x-quang được tạo ra bằng cách sử dụng Xincrotron hoặc x-quang điện tử miễn phí laser là nguồn bức xạ và dò pixelated như CCDs như là phương tiện ghi âm. [19] việc xây dựng lại sau đó được truy cập thông qua tính toán. Do các bước sóng ngắn hơn của x-quang so với ánh sáng khả kiến, cách tiếp cận này cho phép các đối tượng hình ảnh với độ phân giải không gian cao hơn. [20] như điện tử miễn phí laser có thể cung cấp thiết và x-quang xung trong khoảng femto giây mà là mạnh mẽ và mạch lạc, x-quang holography đã được sử dụng để nắm bắt ultrafast quá trình năng động. [21] [22] [23]Holography thế [sửa]Ghi âm một hình ba chiềuXây dựng lại một hình ba chiềuCận cảnh các bức ảnh của một hình ba chiều bề mặt. Đối tượng trong hình ba chiều là một chiếc xe đồ chơi. Nó là không có tốt hơn để phân biệt đối tượng của một hình ba chiều từ mô hình này hơn là để xác định những gì âm nhạc đã được ghi nhận bằng cách nhìn vào một bề mặt đĩa CD. Lưu ý rằng hình ba chiều được mô tả bằng mô hình speckle, chứ không phải là mô hình "lượn sóng" dòng.Holography is a technique that enables a light field, which is generally the product of a light source scattered off objects, to be recorded and later reconstructed when the original light field is no longer present, due to the absence of the original objects.[24] Holography can be thought of as somewhat similar to sound recording, whereby a sound field created by vibrating matter like musical instruments or vocal cords, is encoded in such a way that it can be reproduced later, without the presence of the original vibrating matter.Laser[edit]Hologram is recorded using a flash of light that illuminates a scene and then imprints on a recording medium, much in the way a photograph is recorded. In addition, however, part of the light beam must be shone directly onto the recording medium - this second light beam is known as the reference beam. A hologram requires a laser as the sole light source. Lasers can be precisely controlled and have a fixed wavelength, unlike sunlight or light from conventional sources, which contain many different wavelengths. To prevent external light from interfering, holograms are usually taken in darkness, or in low level light of a different color from the laser light used in making the hologram. Holography requires a specific exposure time (just like photography), which can be controlled using a shutter, or by electronically timing the laser.Apparatus[edit]A hologram can be made by shining part of the light beam directly onto the recording medium, and the other part onto the object in such a way that some of the scattered light falls onto the recording medium.A more flexible arrangement for recording a hologram requires the laser beam to be aimed through a series of elements that change it in different ways. The first element is a beam splitter that divides the beam into two identical beams, each aimed in different directions:One beam (known as the illumination or object beam) is spread using lenses and directed onto the scene using mirrors. Some of the light scattered (reflected) from the scene then falls onto the recording medium.The second beam (known as the reference beam) is also spread through the use of lenses, but is directed so that it doesn't come in contact with the scene, and instead travels directly onto the recording medium.Several different materials can be used as the recording medium. One