Referat HOLOGRAPHIE - Begriffserklärung

Referat aus dem LK Physik

_HOLOGRAPHIE

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 9 % Strahlungsleistung) wird ebenfalls mit Hilfe einer Linse gefächert und ber 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 Ahnlichkeit 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 Bruchst ck eines Hologramms wieder das gesammte Hologramm reproduzieren, wobei durch die geringere Auflösung die Qualität vermindert wird.

Wiedergabe

Um nun das Hologramm für das Auge sichtbar zu machen, muß das Hologramm mit möglichst kohärentem Licht in einem bestimmten Winkel (meist 5 ) bestrahlt werden.

Hier unterscheidet man zwei Arten von Hologrammen:

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 5° Winkel beleuchtet und ihre Rekonstruktionsfarbe ist meist gelb bis orange-rot, vereinzelt auch grün.

Transmissions- /Regenbogen-Hologramme: Sie werden, ebenfalls im ° 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

Quellen:

Höfling, Mehr Wissen über Physik

Internet:

www.medweb.uni muenster.de/institute/biophys/ ourworld.compuserve.com/homepages/hologramme/hologramme html www.topac.de

www.physik.uni erlangen de/fkp/projekte/holo html