تکنولوژی هولوگرام: از دانش پشت فناوری هولوگرام چه می دانید؟

اگر به سال های پیش رجوع کنید، می توانید رد پای تکنولوژی هولوگرام را صرفا در بازی های تخیلی و فیلم های فضایی ببینید. اما اکنون به لطف پیشرفت تکنولوژی به نظر می رسد شکاف بین واقعیت و خیال در حال از بین رفتن است و احتمالا تا چند سال دیگر انواع هولوگرام را در زندگی روزمره خود خواهیم داشت.

انواع ساختار تولید شده توسط تکنولوژی هولوگرام

هولوگرام تصویر مجازی و سه بعدی است که از تداخل پرتوهای نور لیزر که از اشیاء فیزیکی واقعی منعکس می شوند، ساخته می شود. به عبارت ساده تر، هولوگرام ها تصاویر سه بعدی هستند که با تداخل دو پرتو نور و ایجاد تصویر روی یک فیلم یا سطوح دیگر ایجاد می شوند. در حالی که انواع مختلفی از هولوگرام ها و روش های متفاوتی برای طبقه بندی آنها وجود دارد، اکثر هولوگرام ها ترکیبی از مدل های بازتابی و انتقالی هستند.

در برخی موارد که از هولوگرام سه بعدی در بیلبورد های تبلیغاتی به صورت آزمایشی استفاده شد واقعا تشخیص واقعیت و خیال اشیاء برای افراد سخت شده بود.

هولوگرام های انتقالی

در این نوع ساختار هولوگرافی، منبع نور در پشت هولوگرام قرار می گیرد و تصویر به سمت بیننده منتقل می شود به همین دلیل تصویر تولید شده بسیار واضح بوده و عمق بالایی دارد. فرض کنید یک هولوگرام انتقالی از یک شی یا یک محیط ایجاد و سپس آن را به چند هولوگرام کوچک تقسیم کرده اید. جالب اینجاست که هر قطعه کوچک از هولوگرام کلی، همچنان می‌تواند تصویر کاملی از شی اصلی را به نمایش بگذارد.

جالب است بدانید عقابی که روی کارت اعتباری VISA نقش بسته، با استفاده از این تکنولوژی تولید و چاپ شده است.

هولوگرام های بازتابی

هولوگرام هایی که معمولاً در گالری های هنری یافت می شوند نمونه ای عالی از هولوگرام بازتابی هستند. چنین هولوگرامی تنها زمانی قابل مشاهده است که ناظر در کنار منبع نور ایستاده باشد و بهتر است در زیر نور سفید دیده شود.

علم پشت تکنولوژی هولوگرام و تصاویر آن

برای درک بهتر عملکرد یک هولوگرام، ابتدا باید بدانید که یک دوربین عکاسی چگونه یک تصویر را می گیرد. در دوربین، شاتر باز شده و نوری که از سطح اجسام منعکس می شود از لنز عبور می کند و به امولسیون عکاسی روی فیلم برخورد می کند یا برای دوربین های دیجیتال به دستگاه جفت شده شارژ شده (CCD)، تراشه ای که نور را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند و نور در حال سقوط را تبدیل می کند.

تصویری که ما می بینیم در واقع شدت نور ثبت شده است (در اینجا شدت نور سرعتی است که نور از سطح یک جسم در فاصله معینی از منبع نور پخش می شود.)

در مورد هولوگرام نیز اصل کار تقریباً یکسان بوده اما تنظیم متفاوت است. در اینجا، یک پرتو لیزر به سمت صفحه ای که یک لیزر منسجم را به دو پرتو تقسیم می کند، پرتو مرجع و پرتو روشنایی است. باز هم یک شاتر باز می شود یا از مسیر لیزر خارج می شود. نور پرتو مرجع مستقیماً به صفحه عکاسی فرستاده می شود و پرتو روشنایی قبل از برخورد با صفحه عکاسی از سطح جسم منعکس می شود. سپس برای بازآفرینی تصویر، صفحه عکاسی شده، توسط یک منبع نور مشابه آنچه قبلا استفاده شده بود، روشن می شود.

تصویر زیر مفهوم تشکیل پرتو ها برای ساخت تصویر هولوگرامی را بهتر تبیین می کند:

تاریخچه توسعه تکنولوژی هولوگرام

در مقاله هولوگرام ذکر کردیم که توسعه تکنولوژی هولوگرام از سال 1962 آغاز شد اما جالب است بدانید در سال 1860 جان هنری پیر در نمایش تئاتر خود از کاراکتری به نام روح فلفلی با استفاده از تکنیک نور و آینه به نمایش گذاشت که با استفاده از خاصیت بازتابی شیشه، تصویری توهم آمیز به مخاطبان نشان می داد.

با این حال، روح فلفلی یک توهم نمایشی بود، نه یک هولوگرام واقعی.

تا اینکه در سال 1947، دانشمند مجارستانی الاصل، دنیس گابور، تئوری هولوگرافی را در حین آزمایش راه‌هایی برای بهبود قدرت تفکیک میکروسکوپ الکترونی توسعه داد. گابور به دنبال راه‌حلی برای افزایش قدرت تفکیک پایین میکروسکوپ‌های موجود بود، زیرا آنها به اندازه کافی قدرتمند نبودند تا جزئیات دقیق را آشکار کنند.

در مقاله هولوگرافی چیست در این مورد و داستان دنیس گابور مجارستانی به طور جامع سخن گفته ایم.

کاربرد های تکنولوژی هولوگرام

این تکنولوژی از گذشته تا امروز تاثیرات فراوانی روی محیط اطراف ما گذاشته است که از جمله آن می توان به چاپ انواع لیبل هولوگرام امنیتی، استفاده در پزشکی، صنایع نظامی و … اشاره کرد:

• نیروی انتظامی

هولوگرام ها می توانند به پلیس و نیروهای مسلح کمک کنند تا عملیات خود را کارآمدتر در مناطق شلوغ انجام دهند. در سال 2017 آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی ایالات متحئه آمریکا، یک نقشه هولوگرافی سه‌بعدی ایجاد کرد که می‌توانست یک نقشه 360 درجه در زمان واقعی از یک منطقه ارائه دهد.

با استفاده از نقشه، یک تیم عملیاتی می‌تواند منطقه را بزرگنمایی کند، بچرخاند، ساختمان‌ها و جاده‌ها را ببیند و وضعیت یک منطقه را قبل از حرکت تجزیه و تحلیل کند. چنین فناوری همچنین می تواند به نیروهای مجری قانون توانایی اجتناب از مسیرهای خطرناک را بدهد و به آنها کمک کند تا با امنیت در میدان جنگ حرکت کنند و تلفات سربازان خودی را کاهش دهند.

• ارتباطات

فناوری هولوگرام همچنین می تواند نحوه ارتباط ما با یکدیگر را تغییر دهد و برخی کارشناسان معتقدند که این پتانسیل می تواند جایگزین تماس های ویدیویی شود. یک شرکت فناوری مستقر در لس آنجلس ادعا کرده است که سیستمی را توسعه داده که به کاربران از مکان‌های مختلف اجازه می‌دهد به هنگام تماس از راه دور از طریق هولوگرام بصورت فیزیکی هم در کنار هم باشند.

• بهبود آموزش و یادگیری

هولوگرام‌های سه بعدی همچنین می‌توانند فرآیند یادگیری را هم برای دانش‌آموزان و هم برای معلمان تعاملی‌تر و در دسترس‌تر کنند. به عنوان مثال، دانش‌آموزان در مناطق دورافتاده یا کسانی که به تجهیزات گران قیمت آزمایشگاهی دسترسی ندارند، می‌توانند از هولوگرام برای ارائه آموزش پیشرفته به دانش‌آموزان خود بدون خرید تجهیزات پر هزینه استفاده کنند.

• نجات افراد و نگهداری از تجهیزات از راه دور

در سال 2017، دانشمندان دانشگاه مونیخ تکنیکی را برای به دست آوردن هولوگرام های سه بعدی با استفاده از فرستنده Wi-Fi توسعه دادند. این روش می‌تواند برای ایجاد تصاویر هولوگرافیک از زمین، ساختمان‌ها و سازه‌ها در تأسیسات صنعتی خودکار برای ردیابی اجسام در حین حرکت استفاده شود. در هنگام بلایای طبیعی (مانند رانش زمین، زلزله و غیره) هولوگرام می تواند به عنوان یک منبع عالی برای کمک به متخصصان جستجو و نجات عمل کند. این تکنولوژی می تواند به آنها اجازه دهد تا به طور مجازی در اطراف ساختمان های فروریخته یا بهمن حرکت کنند و هزاران فرد سرگردان را نجات دهند.

• تجهیزات پزشکی

بسیاری از تکنیک‌های تشخیصی پزشکی مانند تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) و اسکن‌های اولتراسوند یک تصویر صاف را بر روی صفحه کامپیوتر نشان می‌دهند. این تصاویر مسطح چشم انداز محدودی را ارائه می دهند، اما پزشکان با استفاده از هولوگرافی می توانند به تصاویر سه بعدی تمام رنگی واضح دسترسی داشته باشند و به آنها دید دقیقی از آنچه در بدن بیمارشان می گذرد ارائه دهند.

• هولوگرافی همواره در حال پیشرفت

هر چند وقت یک‌بار، محققانی که در نقاط مختلف جهان کار می‌کنند، با پیشرفت‌های هیجان‌انگیزی مرتبط با فناوری هولوگرام روبرو می‌شوند. این یافته های جدید همچنین کاربردهای متعدد دیگری را در زمینه هایی مانند بازاریابی، تبلیغات، بانکداری، بازی و بخش های مختلف عرضه می کنند. این تکنولوژی همواره در حال پیشرفت است و می توانیم انتظار داشته باشیم طی سال های آینده کاربرد های فراگیری از آن را در زندگی لمس کنیم.

منبع: https://interestingengineering.com/innovation/holography-and-holograms