Holografi. kısa bir giriş

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Holografi. kısa bir giriş"

Osman Sofuoğlu
7 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Holografi kısa bir giriş

2 İçerik Giriş Holografinin kavramları Holografik görüntülemenin kavramları Holografinin dayandığı ğ fiziksel etkiler (olaylar) Holografinin tarihçesi Holografik süreçte basit girişim hesapları Basit haliyle holografi kaydı ve görüntü oluşturma Hologram malzemeleri holografik görüntüleme ve araştırmaların önemli bileşenleri

3 Holografi, Giriş Holografi, geçeğe yakın üç boyutlu görüntülerin oluşturulması yöntemi olarak adlandırılabilir. Bu yöntemin bilim ve teknikte e pek çok uygulaması as vardır. ad Güvenlik Arckeoloji / sanat Teknik analizler Veri saklama Holografi, yunancada tam anlamına gelen holos l ve yazma anlamına gelen graphen kelimelerinden türetilmiştir; tam yazma anlamına gelmektedir. Bu holografi ile bir nesneden çıkan/yansıyan ışık dalgası tam olarak kaydedilebilir Bu, holografi ile bir nesneden çıkan/yansıyan ışık dalgası tam olarak kaydedilebilir ve gösterilebilir anlamına gelmektedir.

4 Holografi, Kavramlar Aydınlatma Göz/ Kamera Görüntü Nesne Nesne dalgası Işık alanı Eğer insan bir nesneyi görmek isterse, sözkonusu nesnenin görünür ışık ile aydınlatılmış olması gerekir. Bu durumda d nesneden saçılan/yansıyan ışık kb bu nesne dalgası dalgasını oluşturur. Böyle bir dalgada nesne ile ilgili bütün optik bilgi mevcuttur. Görme sürecinde bu nesne ışığı göz tarafından algılanır. Fotografta foto duyarlı plaka tarafından algılanır.

5 Elektromanyetik dalganın betimlendiği büyüklükler E Bir ışık dalgası birkaç büyüklükle betimlenir. Genlik Faz farkı x E( x, t) E0 cos( kx t ) k 2 Frekans Genlik Aydınlık şiddeti, I E * E Faz Nesnenin yapısı Frekans Renk Holografi süreci için renk önemli değildir.

6 Holografi, Kavramlar Aydınlatma Eş fazlı ışık dalgası Karşılaştırma dalgası Işığa duyarlı ortam Nesne Nesne dalgası Işık alanı Girişim desenleri Holografik kayıt sürecindebir nesne dalgası kendisi ile koherans (ahenkli) başka karşılaştırma dalgası (referans dalgası) ile üst üste bindirilir. Bununla, girişim desenleri oluşur: Nesne dalgası + Karşılaştırma dalgası

7 Holografi, Kavramlar Karşılaştırma dalgası Hologram Göz/ Kamera Görünütü Sanal görüntü Kırınıma uğramış ışık Bir kayıt ortamına (örneğin fotograf filmi) kaydedilmiş girişim desenleri karşılaştırma dalgası ile aydınlatılırsa dikkate alınmış nesne görüntüsünden farkı olmayan derinlik bilgisi de içeren bir görüntü elde edilir. Holografi

8 Holografi, holografik görüntülemenin bazı özellikleri Üç boyutlu görüntüleme Sağa ğ sola eğilmeğ sobanın yan tarafındaki kedi Girişim+ Kırınım Hologramın kırılması/ küçük parçalar ayrılması durumunda, konvansiyonel filmlerdekinin tersini daima tam görüntü elde edilir

9 Girişim: Ahenkli iki dalganın üst üste binmesi. i Aydınlık ve karanlık k alanlardan oluşan bir desen ortaya çıkar Holografinin dayandığı fiziksel etkiler (olaylar) Koherans (Ahenk): İki dalganın faz farkının zamandan bağımsızlığı. Dalgaların l girişim ii i yapabilme özellikleri Kırınım: Işığın bir engeli geçerken yön sapmasına uğraması, öyleki; ışık engelin geometrik gölgesi bölgesine geçebilir ve engelin geri tarafına konulmuş bir ekranda girişim oluşturabilir: Kırınım desenleri oluşur

10 Holografi, Tarihçe Christiaan Huygens ( ) Thomas Young ( ) A. J. Fresnel ( ) J. von Fraunhofer ( ) Dalga optiğinin temel bilgileri G. Kirchhoff ( ) Lord Rayleigh ( ) E. Abbe ( ) G. Lippmann ( ) W. L. Bragg ( ) M. Wolfke H. Boersch D. Gabor ( ) E. N. Leith J. Upatnieks Holografinin i keşfine hayli yakın olan çalışmalar l Holografinin keşfi Holografi kelimesinin ortaya atılışı. Işın içi Holografisi Işın dışı holografinin geliştirilmesi Lazer kullanımı

11 Holografik süreçte basit girişim hesapları Nesne dalgası: S (Sinyal dalgası) Karşılaştırma dalgası: R I Girişim dağılımı: R S 2 R 2 S 2 R * S RS * Kayıt: girişim deseni bir film üzerine kaydedilir. Plakanın geçirgenliği düşen ışığa bağlı olarak zayıflar: Geçirgenlik a b R S 2 Hologram filminini karşılaştırma dalgası ile aydınlatılması sonrasında filmin gerisinde oluşacak yeğinlik dağılımı R R[ a b( R 2 S 2 R * S RS * )] * * b R R S ( b R R ) S Sayısal çarpan Tam bir sinyal dalgası

12 Hologafi, eksen dışı kayıt Bir hologramın kaydı Karşılaştırma dalgası, R z Nesne x Nesne dalgası, S

13 Basit haliyle holografi kaydı ve görüntü oluşturma Görüntü oluşturma Karşılaştırma dalgsı, R Nesne dalgası, (RR*S) Sanal görüntü Gerçek görüntü Karşılaştırma dalgası R(R 2 + S 2 ) Konjuge nesne dalgası (RRS*)

14 Basit haliyle holografi kaydı ve görüntü oluşturma Ters yönde gelen dalga ile görüntü oluşturma Gerçek görüntü Sanal görüntü Ters yönde gelen Karşılaştırma dalgası

15 Holografi, önemli bileşenler Işık kaynağı: lazer; ahenkli, tek renkli, yeğin. Kayıt ortamları: Hologram-Malzemeleri (lazersiz holografi pratikte düşünülemez!) Titreşimsiz kayıt ortamı (optik masa, sakin ortam); Holografik kayıtta hologram üzerinde çok hassas girişim desenleri oluşur. Optik parçalar: ışın genişletici, ışın ayırıcı ve yansıtıcılar.

16 Holografi, hologramların sınıflandırılması Fiziksel ve kimyasal etkiye ile hologramların kaydının yapılmasına Genlik hologramları (soğuran malzeme, genliğin uzaysal modulasyonu, örn. Siyahlaşan film) Faz hologramları (Kırılma indisi değişimi yada geçirgen bir malzemenin kalınlığı) Hologram kalınlığına göre İnce hologramlar Kalın Hologramlar (görüntü ancak Bragg şartı ile elde edilir.) Zamana bağlı davranışına göre Statik hologramlar Dinamik hologramlar

17 holografi, hologram malzemeleri (Kayıt malzemeleri) 1. Gümüş-Halogen Emulsiyonlar 2. Işığın polimerleşmeye etkiyebildiği polimerler 3. Thermoplastikler (yüzeyde yük dağılımı) 4. Foto adreslenebilen polimerler 5. Foto kırıcı kristaller

Benzer belgeler

H a t ı r l a t m a : Şimdiye dek bilmeniz gerekenler: 1. Maxwell denklemleri, elektromanyetik dalgalar ve ışık

H a t ı r l a t m a : Şimdiye dek bilmeniz gerekenler: 1. Maxwell denklemleri, elektromanyetik dalgalar ve ışık 2. Ahenk ve ahenk fonksiyonu, kontrast, görünebilirlik 3. Girişim 4. Kırınım 5. Lazer, çalışma