Holography

HOLOGRAPHY
Phan Thị Thùy Linh
Sp Lý K34
Holography - Chụp ảnh khối
Mục lục
Giới thiệu về holography
Nguyên lý cơ sở của holography
Cơ sở lý thuyết của holography
Ưu điểm của Holography
Một vài ứng dụng quan trọng của holography
Holography - Chụp ảnh khối
Giới thiệu
Holography thường gọi là chụp ảnh khối – phép toàn ảnh

Được đề xuất từ năm 1948 Chỉ từ khi có Laser mới thu được ảnh khối của vật, Holography trở thành một ngành khoa học riêng trong vật lý và quang học kỹ thuật.
Phép toàn ảnh là phương pháp tạo ảnh ba chiều của vật dựa trên hiện tượng giao thoa ánh sáng.

Toàn ảnh là hình giao thoa của hai chùm sáng kết hợp được ghi trên phim ảnh hoặc kính ảnh:
Một chùm đi thẳng từ nguồn sáng tới gọi là chùm quy chiếu
Một chùm từ nguồn sáng tán xạ trên vật gọi là chùm tán xạ
Người ta dùng laze làm nguồn sáng kết hợp.
Holography - Chụp ảnh khối
Holography - Chụp ảnh khối
Nguyên lý cơ sở của holography:
Giai đoạn chụp:
S: gương bán mạ
M: kính ảnh
P: 1 điểm trên vật
Nguyên lý cơ sở của holography
Giai đoạn chụp
Chùm Laser song song qua gương bán mạ S tạo ra 2 chùm tia A & B
A là chùm phản xạ đi trực tiếp đến M và được gọi là chùm tựa
B là chùm truyền qua S đi tới
điểm P trên vật, ánh sáng tán xạ từ P cũng tới M và được gọi là chùm tán xạ.
Trên M có 2 chùm sáng gặp nhau và giao thoa với nhau, khi rửa kính ảnh M sẽ thu được 1 bản hình ảnh giao thoa. Đó là bản Hologram
Nguyên lý cơ sở của holography
Giai đoạn phục hồi:
Thay kính ảnh M bằng Hologram, sử dụng chùm tựa như lúc chụp
Nguyên lý cơ sở của holography
Giai đoạn phục hồi
Chùm tựa sẽ tán xạ qua Hologram.

Đặt mắt quan sát ánh sáng truyền qua Hologram, ta sẽ thu được hình ảnh của điểm P của vật lúc chụp Với điểm P bất kỳ trên vật ta đều thu được ảnh của nó trên Hologram với vị trí khác
nhau của góc nhìn lúc phục hồi.
Khi phục hồi các điểm đó lại
ta sẽ thấy vật toàn cảnh như
thực đó là ảnh khối => Chụp
ảnh khối
Cơ sở lý thuyết của holography
Giai đoạn chụp
Xét vật điểm ( P ) như hình sau:
Cơ sở lý thuyết của holography
Giai đoạn chụp


Xét điểm O trên hologram,
có hai sóng tới O:
Sóng tựa:
Sóng tán xạ:
A1, A2: biên độ hai sóng
zo: k/c từ P – Hologram
ro: k/c từ O – P
Cơ sở lý thuyết của holography
Giai đoạn chụp
Do giao thoa, cường độ I tại O là:
,với φ là hằng số pha
I là hàm tuần hoàn theo ro
Thu được các vân giao thoa là các vành tròn như hình b, khoảng cách giữa các vành thỏa mãn hệ thức giao thoa:
∆ro = λ = PO’-PO
Cơ sở lý thuyết của holography
Giai đoạn phục hồi
Kính ảnh Hologram khi sau khi rửa sẽ có một độ đen tỷ lệ với cường độ tới I. Gọi T là độ truyền qua thì độ đen là:
,với α là hệ số tỷ lệ, và α = const
Suy ra độ truyền qua Hologram là:
Ánh sáng truyền qua Hologram tới mắt người quan sát là:
Cơ sở lý thuyết của holography
Giai đoạn phục hồi
Sơ đồ giai đoạn phục hồi
thay (1), (2) vào (3) ta được:
Như vậy, mắt người quan sát sẽ thấy 3 sóng tới V’, V’’ và V’’’, đó là sóng nhiễu xạ cho hình ảnh của vật được ghi ở hologram.
Cơ sở lý thuyết của holography
Giai đoạn phục hồi
Thực tế:

V’ là sóng phẳng như sóng tựa V1, là phần truyền qua hologram, cường độ của V’ yếu hơn V1 nhiều lần
V’’ là sóng cầu phân kỳ xuất phát từ điểm P, biên độ giảm dần theo ro
V’’’ là sóng cầu hội tụ tại P’, đối xứng với P qua hologram
V’’ và V’’’ cho ảnh ảo và ảnh thật của P lúc chụp
Cơ sở lý thuyết của holography
Tương tự như vậy, ta sẽ thấy được các sóng nhiễu xạ của tất cả các điểm trên vật.


Như vậy hologram cho phép ta thu được toàn bộ sóng nhiễu xạ phát ra từ vật cả tín hiệu về biên độ và pha.

=> Toàn bộ hình ảnh khối của vật thu được qua sóng tán xạ.
Ưu điểm của Holography
Chụp ảnh không cần thấu kính

Holography cho ảnh 3 chiều(ảnh khối)

Ở bất cứ điểm nào của hologram cũng có được hình ảnh của toàn vật khi phục hồi

Hologram có thể lưu được rất nhiều thông tin: 1cm3 hologram có thể ghi được 1011bit
Một vài ứng dụng quan trọng của holography
Làm bộ nhớ máy tính điện tử quang học(thế hệ thứ năm của máy tính)

Chụp ảnh màu 3 chiều và video màu 3 chiều

Sử dụng ảnh của holography làm ảnh mẫu kiểm tra sản phẩm: lốp ôtô, . . .

Ghi ảnh của vi sinh vật, máy bay, tên lửa, . . . khi chúng đang chuyển động, để nghiên cứu sự thay đổi theo thời gian của chúng.
The end