Holografie (z řec. holos – úplný) je moderní metoda, kterou lze pomocí dvojrozměrného nosiče obrazového záznamu (emulze na skle, filmu, plastové fólie) zobrazit trojrozměrné objekty. Teoretické základy holografie publikoval již v roce 1948 anglický fyzik maďarského původu Dennis Gabor, plně se však rozvinula až po objevu laseru v roce 1958. Podstatou holografie je tzv. vícesvazková interference koherentních světelných vlnění, odražených od zobrazovaného objektu.
Záznam předmětu v citlivé vrstvě fotografického filmu se jmenuje hologram a nese informaci nejen o intenzitě, ale i o fázi světla odraženého od zaznamenávaného předmětu. Na základě těchto informací obsažených v hologramu lze rekonstruovat prostorový obraz předmětu.
Vznik transmisního hologramu.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Hologramy dělíme na transmisní a reflexní. Hlavní rozdíl mezi nimi je ve způsobu, jakým jsou zaznamenány. Transmisní hologram získáme pomocí dostatečně širokého svazku světelných paprsků vyzařovaných laserem, který se optickými prostředky (např. pomocí polopropustného zrcadla) rozdělí na dva svazky. Jeden, tzv. osvětlovací svazek se nechá dopadat na zobrazovaný předmět. Odrazem od předmětu vzniká předmětový svazek, který v sobě nese informaci nejen o rozložení intenzity světla na předmětu daného amplitudou odraženého světelného vlnění, ale i o jeho trojrozměrné struktuře, která odpovídá fázi odražené vlny. Tyto informace jsou zaznamenány v emulzi fotografické desky tak, že předmětový svazek interferuje s druhým, tzv. referenčním svazkem. V místech interferenčních maxim je fotografická deska nejvíce osvětlena a v místech, v nichž se světelné vlny setkávají s opačnou fází, je osvětlení nejmenší. Uspořádání pro záznamy hologramů vyžaduje velkou přesnost a mechanickou stabilitu polohy všech součástí a na klimatizaci zařízení.
Reflexní hologram vzniká pomocí jednoho paprsku, který dopadá na fotografický materiál a interferuje se svazkem který fotografickým materiálem prošel a odrazil se od zobrazovaného předmětu. Při rekonstrukci reflexního hologram je zdroj i rekonstruovaná vlna ve stejném poloprostoru.
Vznik reflexního hologramu.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Přímý pohled na hologram nás však zklame. Nevidíme v něm žádnou souvislost se zaznamenaným objektem a nelze poznat, co je na filmu zobrazeno. Obraz získáme teprve rekonstrukcí hologramu, při níž se hologram osvětlí laserovým světlem pod stejným úhlem, pod nímž na fotografickou desku dopadal referenční svazek při zhotovování hologramu. Difrakcí tohoto svazku světelných paprsků na struktuře hologramu se vytvoří světelné pole, které odpovídá prostorovému obrazu původního předmětu. Zjednodušeně lze říci, že hologramem projdou při rekonstrukci jen ty paprsky, které odpovídají paprskům předmětového svazku při vzniku hologramu. Všechny ostatní paprsky se v hologramu buď pohltí, nebo se od něho odrazí. Výsledkem je takové rozložení intenzity světla a fáze světelného vlnění v rekonstruovaném svazku, jaké bylo v předmětovém svazku. Pozorovatel vnímá holograficky zachycený objekt při pohledu přes hologram jako zdánlivý prostorový obraz ve směru rekonstruovaného svazku.
Hologramy, s nimiž se v praxi nejčastěji setkáváme, slouží zejména jako zabezpečovací prvky na různých dokumentech, výrobcích, bankovkách apod. Zatím co plošná vyobrazení lze pomocí moderních barevných kopírek velmi dokonale reprodukovat, kopírovaný hologram ztrácí svoje optické vlastnosti. Odpovídající difrakce světla dopadajícího na hologram nenastane a vyobrazení již nevidíme jako prostorový útvar. K tomu účelu se používají hlavně tzv. duhové hologramy, které se mohou vyrábět ve velkých sériích, např. jako samolepky. Při jejich výrobě se však nepoužívá popsaný způsob vzniku hologramů, ale lisují se do plastové fólie. Pro pozorování těchto hologramů není nutné světlo laseru, lze použít i bílé světlo.
Jedním z posledních technologických výkřiků je přilba Q-Warrior, jejímž základem je systém tzv. rozšířené reality. Je vybavena průhledovým displejem, na který jsou promítány holografické informace. S podobnými technologiemi mají zkušenosti i piloti stíhaček F-35.
Přilba Q-Warrior.
Zdroj: BAE Systems.
