هولوگرافی چیست؟ از تاریخچه تا کاربرد های بی نظیر

دنیایی را تصور کنید که بتوانید در آن با اسحاق نیوتون، مایکل جکسون و ارشا اقدسی دور یک میز بازی کنید. هولوگرافی مسلما می تواند انقلاب بعدی تکنولوژی در تداخل جهان ها با هم باشد. در این مقاله به بررسی چیستی مفهوم هولوگرافی، تاریخچه، کاربرد ها و هر آنچه در مورد این فناوری فوق العاده باید بدانید؛ پرداختیم.

تعریف اصل هولوگرافی

بر اساس تعریف آکادمی سلطنتی اسپانیا، هولوگرام که گونه ای از هنر هولوگرافی می باشد، یک تکنیک عکاسی است که بر پایه نور منسجم توسط لیزر تولید می شود. تداخل ناشی از انعکاس نور یک جسم با نور غیر مستقیم در معرض دید قرار می گیرد. پس از توسعه نور ها که صفحه عکاسی شده توسط لیزر روشن می شود، تصویر سه بعدی از یک جسم دو بعدی ساخته می شود. توضیح مفهوم هولوگرافی با توجه به لغات کمی سخت است و باید به تصویر متوصل شد:

تاریخچه هولوگرافی؛ دنیس گابور، پدر هولوگرافی

دنیس گابور مجارستانی در سال 1948 مقاله ای منتشر کرد که به زبان ساده به تشریح کشف خود در مورد فناوری هولوگرافیک پرداخت. آنچه گابور را در سال 1971 برنده جایزه نوبل فیزیک کرد، توضیح مراحل لازم برای تشکیل تصاویر با استفاده از امواج نوری بود.

گابور در شرکتی، روی بهبود میکروسکوپ الکترونیکی کار می کرد. این ابزار صد برابر قدرت تفکیک بهترین میکروسکوپ‌های نوری را افزایش داد و به تفکیک ساختارهای اتمی بسیار نزدیک بود، اما باز هم سیستم‌ها به اندازه کافی کامل نبودند. محدودیت مربوط به انحراف کروی لنزهای مغناطیسی میکروسکوپ بود. برای حل این مشکل، گابور از خود پرسید: “چرا یک تصویر الکترونیکی ضعیف، اما حاوی اطلاعات کلی آن نگیریم، آن را بازسازی و با استفاده از روش‌های نوری تصحیح نکنیم؟

او در حالی که منتظر برگزاری یک مسابقه تنیس در یکشنبه عید پاک سال 1947 بود، به پاسخ این سوال در یک فرآیند دو مرحله ای رسید. مرحله اول که امروزه به نام ضبط می شناسیم، شامل نمودار تداخل بین پرتو الکترونی جسم (موج شی) و یک “پس زمینه منسجم” (موج مرجع) می شد. گابور این تداخل را هولوگرام (تمام نگاری) نامید که «holos» در زبان یونانی به معنای «کل» است.

در مرحله دوم، بازسازی، هولوگرام را با نور مرئی روشن می‌کرد، جلوی موج اصلی را بازسازی می‌کرد و می‌توانست آن را با استفاده از روش‌های نوری تصحیح کند تا تصویر خوبی به دست آورد. بنابراین، اصول فیزیکی هولوگرافی بر اساس ماهیت موج مانند نور و تداخل و پراش استوار است.

اما تصویری که از هولوگرام بازسازی شد همچنان با مشکل کیفیت همراه بود. در سال های بعد گابور چندین مقاله در مورد نحوه بهبود کیفیت تکنولوژی هولوگرافیک نوشت اما باز هم به دلیل کمبود اطلاعات کافی، هولوگرام ناقص بدست می آمد.

به لطف اختراع لیزر در دهه 60 میلادی، در سال 1964 اولین هولوگرام سه بعدی توسط امت لیت ساخته شد.

تفاوت هولوگرافی با عکاسی معمول

عکاسی معمولی قادر به باز تولید یک تصویر دو بعدی است که با تمرکز بر نور منعکس شده توسط یک جسم روی صفحه عکاسی که شدت نور دریافتی آن را ثبت می‌کند، به دست می‌آید.

اما هولوگرام با ایجاد طرح های گیج کننده ای از نقاط روشن و تاریک، اطلاعات نوری شی مورد نظر را ذخیره می کند. بنابراین وقتی صفحه با نور لیزر روشن می شود، تصویر هولوگرافی ظاهر تصویر را به صورت سه بعدی بازتولید می کند که به آن هولوگرام سه بعدی نیز می گویند.

هولولنز مایکروسافت قابل لمس ترین تکنولوژی بر پایه تکنولوژی هولوگرافی است که در سال 2015 نسخه ابتدایی آن و در سال 2019 نسخه دوم آن به بازار عرضه شد. شما با استفاده از هولولنز می توانید اشیا شبیه سازی شده را در کنار هم قرار دهید، محیط میز کار یا کنفرانسی را بچینید و با همکاران خود بصورت مجازی در مورد مسائل مختلف صحبت کنید.

تصویر هولوگرافی چگونه تولید می شود؟

بهتر است بدانیم که تصاویر هولوگرافی از لیزر ساخته می شود. دلیل اینکه از لیزر بجای نور سفید معمولی در این تکنولوژی استفاده می شود، منسجم بودن پرتو لیزر می باشد. اگر تا به حال نور سفید را از طریق منشور عبور داده باشید، می دانید که رنگ های مختلف نور به طور متفاوتی شکسته می شوند و به این دلیل است که همه رنگ های مختلف دارای طول موج های مختلف هستند.

اما اگر لیزر را از طریق منشور بتابانید، کل پرتو به یک اندازه خم می شود؛ زیرا همه امواج آن به یک طول موج هستند.

هولوگرام ها معمولا از یک پرتو لیزر ساخته می شوند که توسط عدسی به دو قسمت تقسیم و یکی به خود جسم و دیگری به فیلم هولوگرافی تابانیده می شود. هنگامی که دو پرتو به هم می رسند، الگویی از همپوشانی امواج ایجاد می کنند که وقتی توسعه یابد، تصویر سه بعدی کلی از جسم ساخته می شود. س

برای شناخت و توضیح بیشتر در مورد هولوگرافی توصیه می کنیم ویدئو زیر را مشاهده کنید:

کاربرد های هولوگرافی در زندگی

تکنولوژی هولوگرافی و هولوگرام روز به روز در حال پیشرفت است و علاوه بر کاربرد هایی در علم پزشکی، نظامی و یا علمی، این تکنولوژی کاربرد های جذاب تری هم دارد.

• هولوگرام لیزر پلاسما شناور

شرکت دانش بنیان Aerial Burton موفق به ساخت هولوگرامی شد که می توان آن را در محیط شناور کرد. این اختراع گام مهمی در پیشرفت فرایند هولوگرافی ایجاد می کند.

• زنده سازی

اگر از طرفداران موسیقی باشید، حتما هولوگرام توپاک یا سایر افرادی که دیگر بین ما حضور ندارند را دیده اید. این فناوری که به رستاخیز دیجیتالی هم معروف شد، با استفاده از فناوری ضبط حرکت بالا و سه بعدی سازی، تصویر را به صورت یک فرد زنده از سر تا پا بازسازی می کند. (ویدئو زیر از یوتیوب مربوط به هولوگرام زنده توپاک و اجرای کنسرت آن است.)

• سرگرمی

یکی از کاربردهای تکنولوژی هولوگرافی، نشان دادن تصاویر شناور در هوا و سه بعدی سازی آنهاست اما معمولا کیفیت تصویر نهایی چندان چنگی به دل نمی زند. اخیرا دستگاهی به نام Hypervsn Wall با استفاده از تکنولوژی هولوگرافی توانسته تصاویر سه بعدی ساخته شده را با کیفیت HD تا طول و عرض 3 متر نمایش دهد که برای افراد مشتاق تکنولوژی بسیار سرگرم کننده است.

• هولوگرام فیزیکی

تجسم رویا با یک وسیله فیزیکی! شرکت inFORM توانسته با استفاده از یک چارت فیزیکی با حدود 900 ستون که تا ارتفاع 60 سانتی متری قابل جابجایی هستند، فضای خیال را به به واقعیت نزدیک کند. برای درک بهتر این هولوگرام، بهتر است ویدئو زیر را مشاهده کنید: (ویدئو از یوتیوب است)

• برچسب هولوگرام

در صنعت چاپ به برچسب امنیتی که دارای فاکتور های ضد جعل است، لیبل هولوگرام گفته می شود. این لیبل به این دلیل به هولوگرام معروف شده است که با استفاده از تکنولوژی لیزر و تداخل تصاویر تولید می شود. هولوگرامی که در حال حاضر بیشترین حد امنیت ضد تقلب را فراهم می کند و در دسترس می باشد، لیبل هولوگرام سه بعدی است.

جهت اطلاعات بیشتر در مورد دلیل ضد جعل بودن هولوگرام می توانید مقاله هولوگرام جعلی را مطالعه نمایید.