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1. Begriffserklärung:
Ein Hologramm ist im Gegensatz zur normalen Photographie eine 3-dimensionale Abbildung eines Objektes. Durch leichtes Drehen oder Kippen des Hologramms wird der 3D-Effekt noch deutlicher, da man das Gefühl hat, dass sich das Objekt mitdreht.
2. Verwendung:
Hologramme haben vielseitige Anwendungen
- Unterhaltung (Hologramme in Corn-Flakes Schachtel)
- Kunst
- Sicherheitszertifikate auf Chipkarten (Möglichkeit Informationen in Hologrammen zu speichern, ohne dass man sie mit normalem Auge erblicken kann)
Höchst auflösende Hologramme (bis 3000 Linien/mm!) werden unter anderem in folgenden Bereichen verwendet:
- In der Medizin, um Eingriffe zu vermeiden (Ultraschallholographie)
- Forschung z.B. für Belastungsdiagramme oder Ersatz für teure/zerbrechliche Originalobjekte (z.B.: Archäologie)
3. Herstellung von Hologrammen
Ein Laser sendet kohärentes, meist einfarbiges Licht aus.
In einem Strahlenteiler wird der Laserstrahl in 2 Strahlen mit 10% und 90% der gesammten Strahlungsleistung aufgeteilt.
Ein Strahl (10%) wird mit Hilfe einer Linse gefächert und dann mittels eines Spiegels auf eine Photoplatte projiziert - dies ist der sogenannte Referenzstrahl.
Der zweite Strahl (mit 90% Strahlungsleistung) wird ebenfalls mit Hilfe einer Linse gefächert und über einen Spiegel umgelenkt. Der gefächerte Strahl beleuchtet dann ein Objekt.
Dort wird die kugelförmige Ausbreitungswelle "deformiert", die Phase der Lichtamplitude somit verschoben - das ist der Objektstrahl.
Da Objekt- und Referenzstrahl auf der Photoplatte genau aufeinander fallen, interferieren sie und bilden somit ein Interferenz-Strichmuster.
Dieses Strichmuster hat keine Ähnlichkeit mit dem Originalobjekt!
Hierbei ist anzumerken, dass in jedem Bruchteil des somit entstandenen Hologramms die Information des gesammten Hologramms steckt. Das heißt, man kann aus jedem Bruchstück eines Hologramms wieder das gesammte Hologramm reproduzieren, wobei durch die geringere Auflösung die Qualität vermindert wird.
4. Wiedergabe:
Um nun das Hologramm für das Auge sichtbar zu machen, muß das Hologramm mit möglichst kohärentem Licht in einem bestimmten Winkel (meist 45°) bestrahlt werden.
Hier unterscheidet man zwei Arten von Hologrammen:
1. Reflexions-Hologramme: Sie sind die am meisten angetroffenen Hologrammtypen, die wie ein Bild an die Wand gehängt werden können. Sie werden meist schräg von oben im 45° Winkel beleuchtet und ihre Rekonstruktionsfarbe ist meist gelb bis orange-rot, vereinzelt auch grün.
2. Transmissions- /Regenbogen-Hologramme: Sie werden, ebenfalls im 45° Winkel, aber von hinten bestrahlt. Das Bild leuchtet dann in Regenbogenfarben, da es am Strichgitter gebeugt wird.
5. Vorgang:
Eine Welle besteht (nach dem Huygensschem Prinzip) aus vielen Elementarwellen.
Wenn Referenz- und Objektstrahl auf die Photoplatte treffen, werden nicht nur die Amplitude sondern auch die Phase der Lichtwelle/Wellenfront gespeichert (im Gegensatz zur normalen Photographie).
Wenn nur kohärentes Licht auf das Hologramm fällt, werden wieder diese Elementarwellen erzeugt, die dann durch Interferenz im Raum wieder die ursprüngliche Wellenfront bilden (deshalb wird die Holographie teilweise auch Wellenfrontrekonstruktion genannt).
6. Vor- /Nachteile:
Vorteile:
- Aus einem Bruchstück kann das ganze Bild rekonstruiert werden.
- Objekt ist aus allen Richtungen betrachtbar
- große Informationsmenge auf wenig Platz
- wichtig für Medizin und Technik Nachteile:
- teuer
- Bildfläche so groß wie Original
- Kohärente Lichtquellen zur Aufnahme nötig
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