Holografija
Prikaz rezultata 1 do 3 od ukupno 3

Tema: Holografija

  1. #1

    03 Holografija


    Holografija je znanost koja se bavi stvaranjem holograma - naprednog stupnja fotografije koja omogućuje snimanje slike u tri dimenzije

    Holografija (grčki holos (čitav, potpun, sav) i grafos (pišem,crtam)) je znanost o izradi holograma, naprednije forme fotografije koja sliku prikazuje u 3 dimenzije, tj. metoda stvaranja i reproduciranja trodimenzionalnih slika na fotografskoj ploči primjenom koherentne svjetlosti (laser). Hologrami su nam poznati iz znanstveno fantastičnih filmova, najčešće Zvjezdanih staza, Ratova zvijezda i Crvenog patuljka. Holografiju je izumio godine 1948. mađarski fizičar Dnes Gbor (1900-1979), za što je dobio i Nobelovu Nagradu za fiziku godine 1971. Prve holograme koji prikazuju 3D sliku napravili su Emmett Leith i Juris Upatnieks u Michiganu, SAD 1963. godine i Yuri Denisyuk u Sovjetskom Savezu.


    Dr. Dnes Gbor
    preuzeto s: holophile.com

    Prvi hologrami su bili "transmisijski hologrami", koji nastaju uz pomoć laserske zrake, a kasnije "rainbow transmission", hologrami koji nastaju pomoću bijele svjetlosti. I danas takve primjere nalazimo na kreditnim karticama kao zaštitu od krivotvorenja i prilikom pakiranja proizvoda. Denisyukov hologram je pravi hologram refleksije bijele svjetlosti koji je napravljen tako da je slika rekonstruirana prirodno upotrebljavajući svjetlost s iste strane holograma s koje je i promatrač.

    Jedan od napredaka koji naviše obećava u kratkoj povijesti holografije su masovne proizvodnje jeftinih lasera, najčešće upotrebljavani u milijunima DVD uređaja i drugim primjenama, ali ponekad korisni i u holografiji. Ti jeftini, kompaktni laseri mogu jako dobro konkurirati velikim i skupim laserima.

    Tehnički opis

    Razliku između holografije i fotografije najbolje ćemo objasniti ako prvo pojasnimo što je crno-bijela slika zapravo. To je točku po točku snimanje intenziteta svjetlosnih zraka što daje sliku. Svaka točka na fotografiji snima samo jednu stvar, jačinu svjetlosnog vala što osvjetljuje tu određenu točku.

    U slučaju fotografije u boji, mnogo je više informacija snimljeno (u praksi slika se snima tri puta gledana kroz tri različita filtera boja), što dopušta ograničenu rekonstrukciju valne duljine svjetlosti, i prema tome njene boje. Ali ta svjetlost nema samo amplitudu i valnu duljinu, već i fazu. U fotografiji, faza svjetlosnog vala gledane slike je izgubljena. U hologramu su zabilježene i amplituda i faza svjetlosti, konkretne valne duljine. Kada je rekonstruirano, rezultirajuče svjetlosno polje je identično onome koje proizlazi iz originalnog prizora, dajući savršenu trodimenzionalnu sliku (iako, u večini slučajeva, monokromatsku, mada su mogući hologrami u boji).

    Za snimanje faze svjetlosnog vala pojedine točke slike, holografija koristi referentnu zraku kombiniranu svjetlom prizora ili objekta (objektna zraka). Optička interferencija (superpozicija valova) između referentne zrake i objektne zrake, uslijed superpozicije svjetlosnih valova, proizvodi niz linija intenziteta koje mogu biti snimljene na standardnom fotografskom filmu. Te linije formiraju vrstu ogibne rešetke na filmu, koja se zove hologram.

    Snimanje holograma

    Objekt se osvijetli paralelnim monokromatskim koherentnim snopom svjetla (laser), a dio tog snopa pada i na fotoploču, na kojoj dolazi do interferencije dvaju polja svjetla: koherentnog i raspršenog od snimanog predmeta. Na fotoploči (hologramu) ne vide se konture predmeta, nego interferencije koje u svojim tamnim i svijetlim linijama sadržava sve informacije o smjeru, intenzitetu i fazi svjetla sa snimljenog predmeta.


    Čitanje holograma

    Da bi se iz holograma opet rekonstruirala slika, potrebno je ponoviti postupak kakav je upotrijebljen pri dobivanju holograma. Kada se snimljeni hologram rasvijetli jednakim ravnim referentnim valom koji pada na njega pod jednakim kutom kao i pri snimanju, svjetlo kroz hologram djelomično prolazi bez ogiba, kao val nultog reda, a djelomično se ogiba formirajući valove 1. reda. Jedan val 1. reda daje realnu sliku objekta, a drugi val 1. reda virtualnu sliku. Obje slike su trodimenzionalne, s time da se realna slika može dalje registrirati (snimiti) fotografskim postupkom, a virtualna ne. Slika objekta dobivenog reprodukcijom holograma vjerna je objektu, iste je veličine kao i objekt, a ovisno o kutu promatranja holograma moguće je vidjeti predmete koji stoje jedan iza drugoga. Promatrač koji gleda hologram ima dojam da gleda na svijetli predmet kroz okvir holograma.


    Holografska rekonstrukcija
    Preuzeto s: wikipedia.org

    z navedenih podataka o snimanju i reprodukciji holograma može se zaključiti da svako mjesto na hologramu sadrži sliku objekta. Pri rezanju na dva jednaka dijela ne gubi se pola slike, nego se na svakoj polovici opet može vidjeti cijeli objekt. Ako se hologram dalje dijeli, na svakom komadiću ostaje barem gruba slika objekta iako se detalji gube. Ovo svojstvo holograma bitno mu poboljšava kvalitetu jer ako na fotoosjetljivoj emulziji postoje greške ili prašina uništi djelić emulzije - kvaliteta slike ostati će zadovoljavajuća, što nije slučaj u pri klasičnom fotografskom postupku gdje svaka greška na negativu znači zauvijek izgubljenu informaciju.

    Još jedna prednost holografije prema fotografskom postupku je da hologram prolazi samo kroz proces razvijanja, a od nastanka fotografije ili dijapozitiva moraju se izvesti dva kemijska postupka - razvijanje negativa i nakon preslikavanja negativa na pozitiv, razvijanje samog pozitiva.

    Holografski rekonstrukcijski proces

    Jednom kad je film obrađen, ako je osvjetljen opet referentnom zrakom, difrakcija s uzorka linija na filmu rekonstruira originalnu objektnu zraku intezitetom i fazom. Pošto su i faza i intezitet reproducirani, pojavljuje se trodimenzionalna slika; promatrač joj može mijenjati točku gledišta i vidjeti da slika rotira točno kako originalni objekt želi.

    Zbog potrebe za interferencijom između referentne i objektne zrake, holografija u pravilu koristi laser u proizvodnji. Svjetlost iz lasera je rascjepana na dvije zrake, jednu koja formira referentnu zraku, drugu koja osvjetljuje objekt stvarajući objektnu zraku. Laser se upotrebljava jer koherencija (usklađenost) tih zraka omogućuje interferenciju, iako su raniji hologrami bili napravljeni prije izuma lasera, i upotrebljavali su druge, mnogo manje povoljne, koherentne svjetlosne izvore kao što je primjerice živina lučna lampa.

    U jednostavnim hologramima koherentna duljina zrake određuje maksimalnu širinu koju slika može imati. Dimenzija tih holograma nije ograničena koherentnom duljinom laserskog pokazivača (laser pointera), koja može premašiti jedan metar, nego njihovom malom snagom manjom od 5mW.

    Holografija u stvarnom vremenu

    Osim konvencionalne holografije, gdje su koraci snimanja, razvitka i rekonstrukcije načinjeni neovisno ili u različitim vremenima, postoji tehnika pomoću koje su svi koraci u formiranju holograma načinjeni istovremeno u materijalu koji se može popraviti i ponoviti.

    Koraci snimanja, razvitka i rekonstrukcije se odvijaju istovremeno, a ne uzastopno. Štoviše, korišteni materijal za novije holograme nije film, nego materijal sa svojstvima koja dopuštaju kontinuiranu obnovu holograma čineći hologram dinamičnim. Pa se slika koju zapisuje (snima) hologram može mijenjati i rekonstrurati.

    Materijal koji zamjenjuje film mora biti sposoban mijenjati se na zahtjev promjenjivih grupa zapisnih zraka te upisati sliku. Primjer su nelinearni optički materijali i mogu biti ostvareni upotrebljavajući raznolike medije kao što su atomsko oružje i plinovi, plazma pa čak i tekućine. U tom slučaju, lokalna apsorpcija i/ili faza u nelinearnim materijalima biti će izložena i evidentirati će promjene u interferencijskom modelu formiranom snimanim zrakama. Kako se interferencijski model mijenja, lokalno apsorpcijski i/ili fazni uzorak u materijalu će se isto promijeniti i replicirati originalni uzorak. Povrh tih pasivnih materijala, dinamični medij može biti u formi aktivnih elektro-optičkih uređaja kao što je prostorno-svjetlosni modulator (SLM).

    Primjena u kompjutorskim sustavima

    U cilju da se hologramska tehnologija primjeni u kompjutorskim sustavima, ona u prvom redu mora biti pohranjena u obliku koji kompjutor može prepoznati, a to je binarni oblik tj. slijed 0 i 1. Kako bi se to postiglo potrebno je koristiti prostorno-svjetlosni modulator (SLM - Spatial Light Modulator) kao uređaj koji će pretvarati koherentno svjetlo lasera u binarni slijed podataka.

    SLM (Space-Light Modulator)

    Prostorno-svjetlosni modulator (SLM) se koristi kako bi se koherentna svjetlost lasera pretvorila u binarni slijed podataka. SLM je dvodimenzionalna ploča koja se sastoji od sitnih točkica koje mogu imati dva stanja: uključeno (binarna 1) i isključeno (binarna 0). To se može interpretirati kao prozor i prozorsko sjenilo protiv sunca (roleta). Moguće je sjenilo navući preko prozora kako bi spriječilo prolazak svjetlosti kroz prozor. Ako ponovno želimo svijetlo, sjenilo možemo dignuti. Prostorno-svjetlosni modulator se sastoji od dvodimenzionalnog polja "prozora" koji su veličine mikrometra. Ti prozori djelomice zaustavljaju prolazak jednog dijela laserskog svjetla, a jedan dio propuštaju. Ukupni rezultat je laserska zraka koja je izgleda kao da je prošla kroz sito. Ako bi tada pogledali lasersku zraku u presjeku uočili bi smo kako smo dobili dvodimenzionalno polje binarnih podataka, svijetla i tamna područja, u potpunosti istog rasporeda kao što su u SLM-u.

    Nakon što je laserska zraka obrađena, šalje se u hologram kako bi bila snimljena. To predstavlja podataka zapisan u hologram u obliku tanke stranice papira. Zbog svoje se forme naziva dvodimenzionalna površina ili stranica podataka.

    PDA - Page Data Access

    Pošto su podaci spremljeni kao stranice, pristup tim podacima također mora biti kao da pristupamo stranicama. Stranični pristup podacima je metoda čitanja podataka spremljenih u ravnine, ali ne serijski kao u standardnim sustavima spremanja podataka. Jedno od ograničenja je način na koji su podaci čitani je čitanje toka podataka. Na primjer, ako tok podataka veličine 32 bita poslan u sklop za obradu podataka pomoću glave za čitanje, sklop za obradu hologramske memorije bi u povratku poslao 3232 bita, odnosno 1024 bita zbog svoje dvodimenzionalnosti. To omogućava pristup velikoj količini podataka uz vrlo malo vrijeme pristupa, što je puno efikasnije nego serijski pristup. Ako bi koristili SLM prozor od 10241024 bita, veličine 15-20 mikrona tada bi svaka stranica bila kapaciteta 1MB.

    Hologramske memorije će se vjerojatno koristiti u sljedećoj generaciji super kompjutora gdje troškovi ne predstavljaju veliki problem. Današnji magnetski mediji za pohranu podataka ostaju i dalje puno isplativije rješenje nego bilo koji drugi medij na današnjem tržištu.

    Primjena u umjetnosti

    I za kraj jedna zanimljivost u svijetu umjetnosti. Salvador Dali glasi za prvog čovjeka koji je holografiju iskoristio u umjetnosti. Bio je nesumnjivo prvi i najčuveniji Katalonski nadrealist. Održao je 1972. godine u New Yorku izložbu holograma koja je uslijedila nakon egzibicionističke holografske umjetnosti u Cranbrook akademiji u Michiganu 1968. godine i u New Yorku 1970. godine, koja je privukla i nacionalnu medijsku pozornost. Od tada kvaliteta holograma se dramatično povećava. 2005. godine mnogi umjetnici upotrebljavaju holograme u svojim kreacijama.


    Preuzeto s: niubniubsuniverse.com

    Tekst je preuzet sa wikipedia.org

    Sta mislite, kada ce ovo postati svakodnevnica na ulicama i u kuci, i da li ce?
      Vrh

  2. #2

    Odgovor: Holografija

    Citat eboye kaže:
    Sta mislite, kada ce ovo postati svakodnevnica na ulicama i u kuci, i da li ce?

    Bice za 20 godina svima dostupna.
      Vrh

  3. #3

    Odgovor: Holografija

    U srednjoj skoli mi je ovo bila najzanimljivija lekcija iy fizike.
    Danas mi puno pomaze u poslu.
    A koliko sutra, promenice jos stosta.
    I za decu danas postoje lepa i laka objasnjenja.Ovde , na primer:
    http://www.holoworld.com/holo/kids.html
      Vrh

Tagovi za ovu temu

Vaš status

  • Ne možete pokrenuti novu temu.
  • Ne možete poslati odgovor.
  • Ne možete dodati priloge
  • Ne možete prepraviti svoje poruke
  •