Голограмма современный носитель объёмного изображения.
Представляет собой документ, содержащий изображение, запись и воспроизведение которого производится оптическим способом с использованием лазерного луча без использования линз.
Голограмма создаётся с помощью голографии – метода точной записи, воспроизведения и преобразования волновых полей. Он основан на интерференции волн – явлении, наблюдаемом при сложении поперечных волн (световых, звуковых и др.) либо при усилении волн в одних точках документа и ослаблении в других в зависимости от разности фаз интерферирующих волн. На фотопластинку одновременно с «сигнальной» волной, рассеянной объектом, направляют «опорную» волну от того же источника света. Возникающая при интерференции этих волн картина, содержащая информацию об объекте, фиксируется на светочувствительной поверхности (голограмме). При облучении голограммы или её участка опорной волной можно увидеть объёмное изображение объекта.
Особенностью голографии является получение зрительного образа предмета, который обладает всеми признаками оригинала. При этом достигается полная иллюзия присутствия предмета.
На голограмме запись и воспроизведение информации производится при помощи лазера. Качество изображения зависит от монохроматичности излучения лазера и разрешающей способности фотоматериалов, используемых при получении голограмм. Если спектр излучения лазера широкий, то результирующая интерференционная картина будет не чёткой и размытой. Поэтому при изготовлении голограмм применяют лазеры с очень узкой спектральной линией излучения. На качество голографического изображения влияют условия съёмки, разрешающая способность фотоматериалов. Внешне голограмма напоминает засвеченный фотографический негатив, на которой нет никаких признаков «фотографируемого» предмета. Однако достаточно осветить голограмму лучом лазера как появляется объёмное изображение. Предметы находятся в глубине фотопластинки, как отражение в зеркале.
С помощью голографии можно получать такие объёмные изображения, которые создают полную иллюзию реальности наблюдаемых предметов – зрительное ощущение объемности и цвета, включая все оттенки цветов и ракурса. На голограмме изображение предмета настолько совершенно и правдоподобно, что наблюдатель воспринимает его как реально существующий предмет.
Голограмма может быть плоской или объёмной. Чем больше объём голограммы (толщина светочувствительной плёнки), тем лучше реализуются все её свойства.
Голограмма отличается от обычной фотографии так же, как скульптура от картины. В обычной фотографии точка изображения на фотопластинке соответствует некоторой точке объекта. В голографии каждая точка объекта испускает рассеянную волну, которая попадает на всю поверхность голограммы. В результате любая точка объекта соответствует всей поверхности голограммы: если разбирать фотопластинку, на которой зарегистрирована голограмма, любой её части достаточно для того, чтобы восстановить изображение рассеивающего объекта в трёх измерениях. Это напоминает ситуацию, когда разбивается объектив. С помощью любого из его осколков можно получить изображение предмета.4
В голографии используется свойство когерентности лазерного луча: волновая поверхность (волновой фронт) некоторого луча записывается в форме интерференционных полос на светочувствительный материал или фотопластинку, которая называется голограммой. При считывании голограммы восстанавливается исходный волновой фронт. Иными словами, лазерный луч расщепляется на два луча, один из которых проецируется на объект съёмки, и, отражённый от этого объекта, свет попадает на светочувствительный материал; второй луч непосредственно проецируется на светочувствительный материал.
С помощью этих двух лучей записывается интерференционная картина. Когда на изготовленную голограмму проецируется лазерный луч, то всплывает объёмное изображение объекта съёмки. Этот процесс называется восстановлением. Если рассматривать голограмму в микроскоп, то видна система чередующихся светлых и тёмных полос. Интерференционный узор реальных объектов весьма сложен.
Голограмму можно изготовить и иным способом, благодаря которому объёмное изображение можно увидеть при обычном свете.
Поскольку голограмма позволяет записывать изображение вплоть до фазовых составляющих светового луча, то на ней можно хранить трёхмерную информацию об объекте съёмки. В настоящее время эта технология используется в считывателях штрихового кода, звукоснимателях для оптических дисков, также её можно успешно использовать для преобразования информации в оптических компьютерах.
Большинство разрабатываемых и внедряемых способов голографической регистрации и обработки информационных массивов имеют чаще всего вид печатных документов. Голограмма представляет собой оптический элемент, формирующий изображение без помощи внешней оптики, что является важнейшим преимуществом. На одну голограмму можно нанести до 150 изображений, причём эти изображения совершенно не мешают друг другу при их воспроизведении. Необходимо только соблюдать угол, под которым каждое изображение записывалось. Голограмма помехоустойчива, порча её некоторой части не приводит к потере всего изображения. Поскольку каждая точка объекта записывается практически на всей площади голограммы, царапины, пыль, посторонние включения в эмульсию вызывают лишь незначительные ухудшения изображения и снижение его яркости.
На квадратном сантиметре поверхности плёнки можно вместить 100 млн бит информации. А на пластинку калий-брома размером 2,5*2,5*0,2 см можно записать около 300 тысяч изображений документной информации, приблизительно целый архив большой библиотеки.
Изобретение голограмм имеет огромное значение. Развивающаяся вычислительная техника требует долговременных и запоминающих устройств с большим объёмом памяти. Электронная память успешно справляется с этой работой. Но ещё больше подходят для этих целей голографические системы памяти. Ёмкость голографической памяти может составить 10 – 1068 бит. В течении микросекунд она выбирает данные из ячеек памяти.
