Golografik tasvir bugungi kunda tobora koʻproq foydalanilmoqda. Ba'zilar, hatto u oxir-oqibat bizga ma'lum bo'lgan aloqa vositalarini almashtirishi mumkin deb hisoblashadi. Xohlaysizmi yoki yo'qmi, lekin hozir u turli sohalarda faol foydalanilmoqda. Masalan, gologramma stikerlar bilan hammamiz tanishmiz. Ko'pgina ishlab chiqaruvchilar ularni qalbakilashtirishdan himoya qilish vositasi sifatida ishlatishadi. Quyidagi fotosuratda ba'zi gologramma stikerlar ko'rsatilgan. Ulardan foydalanish tovarlar yoki hujjatlarni qalbakilashtirishdan himoya qilishning juda samarali usuli hisoblanadi.
Golografiyani o'rganish tarixi
Nurlarning sinishi natijasida hosil boʻlgan uch oʻlchamli tasvir nisbatan yaqinda oʻrganila boshlandi. Biroq, biz allaqachon uni o'rganish tarixi mavjudligi haqida gapirishimiz mumkin. Ingliz olimi Dennis Gabor birinchi marta 1948 yilda golografiyaga ta'rif bergan. Bu kashfiyot juda muhim edi, lekin o'sha paytda uning buyuk ahamiyati hali aniq emas edi. 1950-yillarda ishlagan tadqiqotchilar golografiya rivojlanishi uchun juda muhim xususiyat bo'lgan izchil yorug'lik manbasining etishmasligidan aziyat chekdilar. Birinchi lazer1960 yilda yaratilgan. Ushbu qurilma yordamida etarli kogerentlikka ega bo'lgan yorug'likni olish mumkin. Amerikalik olimlar Juris Upanieks va Immet Leyt undan birinchi gologrammalarni yaratishda foydalanganlar. Ularning yordami bilan ob'ektlarning uch o'lchamli tasvirlari olindi.
Keyingi yillarda tadqiqot davom ettirildi. O'shandan beri golografiya kontseptsiyasini o'rganuvchi yuzlab ilmiy ishlar nashr etilgan va bu usul bo'yicha ko'plab kitoblar nashr etilgan. Biroq, bu asarlar keng o'quvchiga emas, balki mutaxassislarga qaratilgan. Ushbu maqolada biz hamma narsani tushunarli tilda aytib berishga harakat qilamiz.
Golografiya nima
Quyidagi ta'rifni taklif qilish mumkin: golografiya - bu lazer yordamida olingan uch o'lchamli fotosurat. Biroq, bu ta'rif to'liq qoniqarli emas, chunki uch o'lchamli fotosuratning boshqa ko'plab turlari mavjud. Shunga qaramay, u eng muhimini aks ettiradi: golografiya - bu ob'ektning ko'rinishini "yozib olish" imkonini beruvchi texnik usul; uning yordami bilan haqiqiy ob'ektga o'xshash uch o'lchamli tasvir olinadi; uning rivojlanishida lazerlardan foydalanish hal qiluvchi rol o'ynadi.
Golografiya va uning ilovalari
Golografiyani o'rganish bizga an'anaviy fotografiya bilan bog'liq ko'plab masalalarga oydinlik kiritish imkonini beradi. Tasviriy san'at sifatida uch o'lchovli tasvir hatto ikkinchisiga qarshi chiqishi mumkin, chunki bu sizga atrofingizdagi dunyoni aniqroq va to'g'ri aks ettirish imkonini beradi.
Olimlar ba'zan insoniyat tarixidagi davrlarni vositalar orqali ajratib ko'rsatishadima'lum asrlarda ma'lum bo'lgan aloqalar. Masalan, qadimgi Misrda mavjud bo'lgan ierogliflar, 1450 yilda bosmaxona ixtirosi haqida gapirish mumkin. Bizning zamonamizda kuzatilayotgan texnologik taraqqiyot munosabati bilan televidenie va telefon kabi yangi aloqa vositalari ustun mavqeni egalladi. Gologramma printsipi ommaviy axborot vositalarida qo'llanilishi haqida gap ketganda, hali boshlang'ich bosqichida bo'lsa-da, kelajakda unga asoslangan qurilmalar bizga ma'lum bo'lgan aloqa vositalarini almashtirishi yoki hech bo'lmaganda o'z imkoniyatlarini kengaytira oladi, deb ishonish uchun asoslar mavjud. qamrovi.
Ilmiy-fantastik adabiyotlar va asosiy nashrlarda golografiya ko'pincha noto'g'ri, buzilgan yorug'likda tasvirlanadi. Ular ko'pincha bu usul haqida noto'g'ri tushuncha yaratadilar. Birinchi marta ko'rilgan hajmli tasvir hayratga soladi. Biroq, uning qurilmasi printsipining jismoniy tushuntirishi ham ta'sirchan emas.
Interferentsiya namunasi
Jismlarni ko'rish qobiliyati ular tomonidan singan yoki ulardan aks ettirilgan yorug'lik to'lqinlarining ko'zimizga kirib borishiga asoslanadi. Ba'zi bir ob'ektdan aks ettirilgan yorug'lik to'lqinlari ushbu ob'ektning shakliga mos keladigan to'lqin frontining shakli bilan tavsiflanadi. Qorong'i va yorug'lik chiziqlari (yoki chiziqlar) naqshlari aralashadigan kogerent yorug'lik to'lqinlarining ikki guruhi tomonidan yaratilgan. Shunday qilib hajmli golografiya hosil bo'ladi. Bunday holda, har bir alohida holatda bu bantlar faqat bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladigan to'lqinlarning to'lqin jabhalarining shakliga bog'liq bo'lgan kombinatsiyani tashkil qiladi. Bundayrasm interferensiya deb ataladi. U, masalan, to'lqin shovqini kuzatiladigan joyga qo'yilsa, fotoplastinkaga o'rnatilishi mumkin.
Gologrammalarning xilma-xilligi
Ob'ektdan aks ettirilgan to'lqin jabhasini yozib olish (ro'yxatga olish) va keyin uni kuzatuvchiga u haqiqiy ob'ektni ko'rayotgandek tuyulishi uchun uni qayta tiklashga imkon beruvchi usul va golografiya. Bu natijada olingan tasvir haqiqiy ob'ekt bilan bir xil tarzda uch o'lchovli bo'lishi bilan bog'liq effekt.
Gologrammalarning juda koʻp turlari borki, ularni chalkashtirib yuborish oson. Muayyan turni aniq belgilash uchun to'rt yoki hatto beshta sifatdoshdan foydalanish kerak. Ularning barcha to'plamidan biz faqat zamonaviy golografiya tomonidan qo'llaniladigan asosiy sinflarni ko'rib chiqamiz. Biroq, avval siz diffraktsiya kabi to'lqin hodisasi haqida bir oz gapirishingiz kerak. Aynan u bizga to'lqin jabhasini qurishga (aniqrog'i, rekonstruksiya qilishga) imkon beradi.
Difraksiya
Agar biron bir jism yorug'lik yo'lida bo'lsa, u soya qiladi. Yorug'lik bu ob'ekt atrofida egilib, qisman soya maydoniga kiradi. Bu ta'sir diffraktsiya deb ataladi. Bu yorug'likning to'lqin tabiati bilan izohlanadi, lekin uni qat'iy tushuntirish juda qiyin.
Faqat juda kichik burchak ostida yorug'lik soya maydoniga kiradi, shuning uchun biz buni deyarli sezmaymiz. Biroq, agar uning yo'lida ko'plab kichik to'siqlar bo'lsa, ular orasidagi masofa bir necha to'lqin uzunligi yorug'lik bo'lsa, bu ta'sir sezilarli bo'ladi.
Agar toʻlqin jabhasining qulashi bitta katta toʻsiqga tushib qolsa, uning tegishli qismi “tushadi”, bu toʻlqin jabhasining qolgan maydoniga amalda taʼsir qilmaydi. Agar uning yo'lida ko'plab kichik to'siqlar bo'lsa, u diffraktsiya natijasida o'zgaradi, shunda to'siq orqasida tarqaladigan yorug'lik sifat jihatidan boshqacha to'lqin frontiga ega bo'ladi.
Oʻzgarish shu qadar kuchliki, yorugʻlik hatto boshqa tomonga tarqala boshlaydi. Ma'lum bo'lishicha, diffraktsiya bizga asl to'lqin jabhasini butunlay boshqasiga aylantirish imkonini beradi. Shunday qilib, diffraktsiya biz yangi to'lqin jabhasini oladigan mexanizmdir. Uni yuqoridagi tarzda hosil qiluvchi qurilma difraksion panjara deyiladi. Keling, bu haqda batafsilroq gaplashamiz.
Difraktsiya panjarasi
Bu ingichka tekis parallel chiziqlar (chiziqlar) qo'yilgan kichik plastinka. Ular bir-biridan millimetrning yuzdan yoki hatto mingdan bir qismi bilan ajralib turadi. Agar lazer nuri o'z yo'lida bir nechta loyqa qorong'i va yorqin chiziqlardan iborat panjaraga duch kelsa nima bo'ladi? Uning bir qismi to'g'ridan-to'g'ri panjara orqali o'tadi, bir qismi esa egiladi. Shunday qilib, ikkita yangi nur hosil bo'ladi, ular panjaradan dastlabki nurga ma'lum bir burchak ostida chiqadi va uning ikkala tomonida joylashgan. Agar bitta lazer nurida, masalan, tekis to'lqin jabhasi bo'lsa, uning yon tomonlarida hosil bo'lgan ikkita yangi nurlar ham tekis to'lqinli jabhalarga ega bo'ladi. Shunday qilib, o'tishdifraksion panjarali lazer nurlari, biz ikkita yangi to'lqinli frontni (tekis) hosil qilamiz. Ko'rinishidan, difraksion panjara gologrammaning eng oddiy namunasi sifatida ko'rib chiqilishi mumkin.
Gologrammani roʻyxatdan oʻtkazish
Golografiyaning asosiy tamoyillari bilan tanishish ikkita tekis to'lqin jabhasini o'rganishdan boshlanishi kerak. O'zaro ta'sirlashib, ular interferentsiya naqshini hosil qiladi, bu ekran bilan bir joyda joylashgan fotografik plastinkada qayd etiladi. Gologrammadagi jarayonning bu bosqichi (birinchi) gologrammani yozib olish (yoki ro'yxatdan o'tkazish) deb ataladi.
Tasvirni tiklash
Tek toʻlqinlardan biri A, ikkinchisi esa B deb faraz qilamiz. A toʻlqini mos yozuvlar toʻlqini, B esa obyekt toʻlqini, yaʼni tasviri oʻzgarmas obʼyektdan aks ettirilgan toʻlqin deb ataladi.. U mos yozuvlar to'lqinidan hech qanday farq qilmasligi mumkin. Biroq, uch o'lchamli real ob'ektning gologrammasini yaratishda ob'ektdan aks ettirilgan yorug'likning ancha murakkab to'lqin jabhasi hosil bo'ladi.
Fotografik plyonkada (ya'ni, diffraktsiya panjarasining tasviri) taqdim etilgan interferentsiya naqshlari gologrammadir. U mos yozuvlar birlamchi nurlanish yo'liga joylashtirilishi mumkin (tekis to'lqinli old tomonga ega lazer nuri). Bunda har ikki tomonda 2 ta yangi to'lqin jabhasi hosil bo'ladi. Ulardan birinchisi B toʻlqini bilan bir xil yoʻnalishda tarqaladigan obʼyekt toʻlqin jabhasining aniq nusxasi. Yuqoridagi bosqich tasvirni qayta qurish deb ataladi.
Golografik jarayon
Ikki tomonidan yaratilgan interferentsiya sxemasitekis kogerent to'lqinlar, uni fotografik plastinkaga yozib olgandan so'ng, bu to'lqinlardan biri yoritilgan taqdirda boshqa tekis to'lqinni tiklashga imkon beradigan qurilma. Shunday qilib, gologramma jarayoni quyidagi bosqichlardan iborat: gologramma (interferentsiya naqsh) ko'rinishida to'lqin ob'ektining old qismini ro'yxatga olish va keyinchalik "saqlash" va mos yozuvlar to'lqin gologramma orqali o'tgan har qanday vaqtdan keyin uni qayta tiklash.
Obyektiv toʻlqin jabhasi aslida hamma narsa boʻlishi mumkin. Misol uchun, agar u bir vaqtning o'zida mos yozuvlar to'lqiniga kogerent bo'lsa, u qandaydir real ob'ektdan aks ettirilishi mumkin. Kogerentlik bilan har qanday ikkita to'lqin jabhasi tomonidan hosil bo'lgan interferentsiya sxemasi diffraktsiya tufayli ushbu jabhalardan birini boshqasiga aylantirish imkonini beradigan qurilma. Aynan shu erda golografiya kabi hodisaning kaliti yashiringan. Dennis Gabor birinchi bo'lib bu mulkni kashf etdi.
Gologramma hosil qilgan tasvirni kuzatish
Bizning davrimizda gologrammalarni o'qish uchun maxsus qurilma, gologramma proyektor ishlatila boshlandi. Bu sizga tasvirni 2D dan 3D ga aylantirish imkonini beradi. Biroq, oddiy gologrammalarni ko'rish uchun gologramma proyektor umuman talab qilinmaydi. Keling, bunday rasmlarni qanday ko'rish haqida qisqacha gaplashamiz.
Eng oddiy gologramma hosil qilgan tasvirni kuzatish uchun uni koʻzdan taxminan 1 metr masofada joylashtirish kerak. Siz difraksion panjara orqali tekis to'lqinlar (qayta tiklangan) undan chiqadigan tomonga qarashingiz kerak. Kuzatuvchining ko'ziga aynan tekis to'lqinlar kirganligi sababli, gologramma tasvir ham tekis bo'ladi. U bizga mos keladigan lazer nurlanishi bilan bir xil rangga ega bo'lgan yorug'lik bilan teng ravishda yoritilgan "ko'r devor" kabi ko'rinadi. Ushbu "devor" o'ziga xos xususiyatlardan mahrum bo'lganligi sababli, uning qanchalik uzoqligini aniqlash mumkin emas. Go‘yo siz cheksizlikda joylashgan cho‘zilgan devorga qarayotganga o‘xshaysiz, lekin ayni paytda siz uning faqat bir qismini ko‘rasiz, uni kichik “deraza”, ya’ni gologramma orqali ko‘rishingiz mumkin. Demak, gologramma bir xilda yorituvchi sirt boʻlib, unda biz diqqatga sazovor hech narsani sezmaymiz.
Difraksion panjara (gologramma) bizga bir nechta oddiy effektlarni kuzatish imkonini beradi. Ular boshqa turdagi gologrammalar yordamida ham namoyish etilishi mumkin. Diffraktsiya panjarasidan o'tib, yorug'lik nuri bo'linadi, ikkita yangi nur hosil bo'ladi. Lazer nurlari har qanday difraksion panjarani yoritish uchun ishlatilishi mumkin. Bunday holda, radiatsiya uni yozish paytida ishlatiladigan rangdan farq qilishi kerak. Rangli nurning egilish burchagi uning qanday rangga ega bo'lishiga bog'liq. Agar u qizil bo'lsa (eng uzun to'lqin uzunligi), unda bunday nur eng qisqa to'lqin uzunligiga ega bo'lgan ko'k nurdan kattaroq burchak ostida egiladi.
Difraksion panjara orqali siz barcha ranglar aralashmasini, ya'ni oq rangni o'tkazib yuborishingiz mumkin. Bunday holda, ushbu gologrammaning har bir rangli komponenti o'z burchagida egiladi. Chiqish spektrdirprizma tomonidan yaratilganga o'xshash.
Difraksion panjara chizigʻini joylashtirish
Nurlarning egilishi sezilarli bo'lishi uchun difraksion panjaraning zarbalari bir-biriga juda yaqin bo'lishi kerak. Misol uchun, qizil nurni 20 ° ga egish uchun zarbalar orasidagi masofa 0,002 mm dan oshmasligi kerak. Agar ular yaqinroq joylashtirilsa, yorug'lik nuri yanada ko'proq egila boshlaydi. Ushbu panjarani "yozib olish" uchun bunday nozik tafsilotlarni qayd etishga qodir bo'lgan fotosurat plitasi kerak. Bundan tashqari, plastinka ta'sir qilish paytida ham, ro'yxatdan o'tish paytida ham to'liq harakatsiz turishi kerak.
Tasvir hatto eng kichik harakatda ham sezilarli darajada xiralashishi mumkin va shuning uchun uni butunlay ajratib bo'lmaydi. Bunday holda, biz interferentsiya naqshini emas, balki butun yuzasi bo'ylab bir xil qora yoki kulrang shisha plastinkani ko'ramiz. Albatta, bu holda diffraktsiya panjarasi tomonidan yaratilgan diffraktsiya effektlari takrorlanmaydi.
Uzatish va aks ettiruvchi gologrammalar
Biz koʻrib chiqqan difraksion panjara oʻtkazuvchi deb ataladi, chunki u oʻzidan oʻtayotgan yorugʻlikda taʼsir qiladi. Agar biz panjara chiziqlarini shaffof plastinkaga emas, balki ko'zgu yuzasiga qo'llasak, biz aks ettiruvchi diffraktsiya panjarasini olamiz. Turli burchaklardagi yorug'likning turli ranglarini aks ettiradi. Shunga ko'ra, gologrammalarning ikkita katta sinfi mavjud - aks ettiruvchi va transmissiv. Birinchisi aks ettirilgan yorug'likda, ikkinchisi esa o'tadigan yorug'likda kuzatiladi.
