Φίλοι του Τ.Μ.Θ.

  • Μεγαλύτερο μέγεθος γραμματοσειράς
  • Προκαθορισμένο μέγεθος γραμματοσειράς
  • Μικρότερο μέγεθος γραμματοσειράς

ΑΡΧΗ

ΟΠΤΙΚΗ ΟΛΟΓΡΑΦΙΑ

E-mail Εκτύπωση PDF

 

 

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Οπτική ολογραφία είναι η τεχνική της τρισδιάστατης απεικόνισης αντικειμένων σε φωτοευαίσθητες επιφάνειες ειδικών φιλμς. Η τεχνική αυτή αξιοποιεί τα φαινόμενα της συμβολής και περίθλασης του φωτός. Ο Denis Gabor είναι αυτός που πρώτος, το 1947, επινόησε τη θεωρητική αρχή της μεθόδου, αν και η ουσιαστική ανάπτυξη της ολογραφίας πραγματοποιήθηκε τη δεκαετία του 1960, μετά το σχεδιασμό και την επιτυχή κατασκευή των πρώτων Lasers. Οι απεικονίσεις αυτές -που καλούνται ολογράμματα- έχουν ένα μοναδικό χαρακτηριστικό: παρουσιάζουν και τις τρεις διαστάσεις του αντικειμένου, ενώ ταυτόχρονα διαθέτουν το φαινόμενο της παράλλαξης. Αυτό σημαίνει ότι, καθώς ο παρατηρητής ενός ολογράμματος μετακινεί δεξιά - αριστερά το κεφάλι του, αλλάζοντας έτσι τη γωνία θέασης, βλέπει διαφορετικές όψεις του ίδιου αντικειμένου που ολογραφήθηκε. Η διαδικασία αυτή θυμίζει την αντίληψη που αποκτά ο προηγούμενος παρατηρητής σαν να έβλεπε «ζωντανό» το πραγματικό αντικείμενο μέσα από το άνοιγμα ενός «παράθυρου» με διαστάσεις αυτές του φιλμ. Η μοναδική αυτή ιδιότητα των ολογραμμάτων τα κάνει να θυμίζουν στερεοσκοπικές φωτογραφίες, αν και η αίσθηση της παρατήρησης ενός ολογράμματος είναι ασύγκριτα καλύτερη από αυτήν της στερεοσκοπικής φωτογραφίας.

ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΟΛΟΓΡΑΜΜΑΤΩΝ - ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ

Η ολογραφία, αν και χρησιμοποιεί -όπως άλλωστε και η φωτογραφία- το ανακλώμενο από το αντικείμενο φως που προσπίπτει στο ολογραφικό φιλμ, εντούτοις είναι μια μέθοδος απεικόνισης ουσιαστικά διαφορετική από τη φωτογράφιση. Το ολογραφικό φιλμ καταγράφει όχι μόνο την κατανομή της έντασης του ανακλώμενου φωτός αλλά και την αντίστοιχη κατανομή της φάσης. Η επιπλέον αυτή δυνατότητα της διάκρισης των κυμάτων που έχουν διαφορετικές φάσεις προκύπτει από την εσκεμμένη παρουσία μιας αδιατάρακτης δέσμης «κυμάτων αναφοράς», που συμβάλλουν με τα ανακλώμενα κύματα στο επίπεδο του φιλμ. Έτσι σε μια διάταξη που παράγει ένα ολόγραμμα το αντικείμενο φωτίζεται από το σύμφωνο, μονοχρωματικό φως ενός Laser. Το αντικείμενο ανακλά το φως και μάλιστα τα δημιουργούμενα μέτωπα κύματος έχουν τη μορφή της εξωτερικής του επιφάνειας.

Στο σχήμα που ακολουθεί παρουσιάζεται διαγραμματικά η οπτική διάταξη που χρησιμοποιείται για τη λήψη ενός ολογράμματος αντικειμένου (τηλεφωνική συσκευή). Στη διάταξη αυτή φαίνονται καθαρά οι πορείες των δύο φωτεινών δεσμών του Laser, όπως επίσης και η περιοχή συνάντησης των μετώπων κύματος στην επιφάνεια του ολογραφικού φιλμ στο αριστερά κάτω άκρο του σχήματος.

 

Εικόνα

 

Αυτά τα μέτωπα κύματος συμβάλλουν με τα αντίστοιχα της δέσμης αναφοράς και έτσι δημιουργείται στο φιλμ ένας σύνθετος σχηματισμός άσπρων και μαύρων λεπτών γραμμών, που ονομάζονται κροσσοί συμβολής και δε θυμίζουν σε τίποτα το αντικείμενο που ολογραφήθηκε. Στο διάγραμμα συμβολής που

 

αποτυπώθηκε στο φιλμ γίνεται χημική επεξεργασία και έτσι δημιουργείται αυτό που ονομάζεται διαπερατό ολόγραμμα. Ο φωτισμός του διαπερατού ολογράμματος με τη δέσμη του προηγούμενου Laser δημιουργεί στο χώρο ένα πιστό είδωλο του αντικειμένου. Στο παρακάτω-σχήμα παρουσιάζεται η φωτογραφία των κροσσών ενός διαπερατού ολογράμματος, όπως επίσης και το στιγμιότυπο όπου το διαπερατό αυτό ολόγραμμα φωτίζεται και δημιουργεί στο χώρο το φανταστικό είδωλο του αντικειμένου που είχε ολογραφηθεί.

 

Εικόνα Εικόνα

 

Εκτός όμως από τα διαπερατά ολογράμματα η ολογραφία έχει να επιδείξει και άλλους τύπους ολογραμμάτων, όπως τα ανακλαστικά, τα ολογράμματα ουράνιου τόξου και τα ολογράμματα κίνησης. Το μεγάλο προσόν των ανακλαστικών ολογραμμάτων είναι ότι αυτά γίνονται ορατά με το φωτισμό τους από τον Ήλιο ή από κοινή, συμβατική λάμπα ισχυρού φωτισμού. Δεν ισχύει δηλαδή ο περιορισμός ότι το φως κατά τη στιγμή της επαναδημιουργίας των μετώπων κύματος πρέπει να είναι το ίδιο ακριβώς με αυτό που φώτισε το αντικείμενο κατά τη στιγμή της δημιουργίας του ολογράμματος. Τα ολογράμματα ουράνιου τόξου είναι αυτά που στη θεώρησή τους παρουσιάζουν όλα σχεδόν τα χρώματα του ουράνιου τόξου ανάλογα με τη γωνία παρατήρησης. Οι πιστωτικές κάρτες, οι συσκευασίες μερικών τροφίμων, οι ταινίες γνησιότητας σε κασέτες ή CD είναι μερικές μόνο περιπτώσεις όπου τα ολογράμματα ουράνιου τόξου κάνουν αισθητή την παρουσία τους καθημερινά. Τέλος τα ολογράμματα κίνησης είναι αυτά που, πέρα από τον τρισδιάστατο χαρακτήρα ενός αντικειμένου, εμφανίζουν και την κίνηση που είχε το αντικείμενο κατά τη στιγμή της ολογράφησης. Βέβαια τα ολογράμματα της κατηγορίας αυτής προϋποθέτουν εργαστήρια με συσκευές Lasers ειδικού τύπου, όπως και οπτικές διατάξεις με αυξημένες απαιτήσεις. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι κατηγορίες των ολογραμμάτων δεν εξαντλούνται σε αυτές που ήδη αναφέρθηκαν. Σχεδόν καθημερινά η επιστημονική κοινότητα ενημερώνεται για τις νέες εξελίξεις σε αυτό τον τομέα, που προέρχονται είτε από Lasers τελευταίας γενιάς είτε από ολογραφικά φιλμς καλύτερων προδιαγραφών ή ακόμη και από τη συνδυαστική δράση παράλληλων τεχνικών απεικόνισης, όπως αυτή της ολογραφίας με 3D γραφικά των ηλεκτρονικών υπολογιστών κ.ά.

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

Η ολογραφία, ως μια τεχνική παραγωγής τρισδιάστατων εικόνων, δεν μπορεί προς το παρόν να αντιμετωπίσει την παραδοσιακή φωτογραφία λόγω του υψηλού της κόστους. Όμως αυτό που την κάνει ασύγκριτα πιο ενδιαφέρουσα είναι οι πολλά υποσχόμενες εφαρμογές της. Η συνοπτική ομαδοποίηση των εφαρμογών που ήδη χρησιμοποιούνται παγκόσμια με τη μέθοδο της ολογραφίας αποφέρει τις εξής πέντε, πολύ γενικές, κατευθύνσεις:

Ολογράμματα επιδείξεων. Πρόκειται για ολογράμματα συγκεκριμένων αντικειμένων, όπως για παράδειγμα μουσειακά είδη ή σπάνια, μοναδικά αντικείμενα μεγάλης αξίας. Η ολογράφησή τους μας δίνει την δυνατότητα της επαναληπτικής παρουσίασής τους χωρίς τους κινδύνους που συνεπάγεται μια τέτοια διαδικασία. Ας φανταστούμε, για παράδειγμα, την ολογράφηση ενός μοναδικού αγάλματος (π.χ. της Pieta του Μικελάντζελο) και την αποστολή των συγκεκριμένων ολογραμμάτων σε άλλα μουσεία του κόσμου στα πλαίσια πολιτιστικών ανταλλαγών. Με αυτό τον τρόπο θα μπορούν οι επισκέπτες μουσείων που βρίσκονται σε διαφορετικά σημεία της Γης να απολαμβάνουν την ίδια στιγμή μοναδικά αντικείμενα τέχνης με κάθε λεπτομέρεια και σε τρισδιάστατη απεικόνιση.

 

Ολογραφικά οπτικά στοιχεία: Με τη βοήθεια της ολογραφίας δημιουργούνται ολογραφικοί φακοί, κάτοπτρα για τις νέες «έξυπνες» οθόνες πολλαπλής ανάγνωσης (head up display). Πράγματι, οι πιλότοι σήμερα μπορούν να ενημερώνονται για την κατάσταση του αεροσκάφους γρήγορα και αξιόπιστα μέσω της παρατήρησης σε τέτοιες οθόνες, που απεικονίζουν κάθε στιγμή τα όργανα ελέγχου και λειτουργίας του αεροσκάφους.

Ολόγραμμα σαν πιστοποιητικό γνησιότητας. Η πιστή αντιγραφή ενός ολογράμματος είναι πρακτικά αδύνατη, έτσι ακόμη και σήμερα πιστωτικές κάρτες, διπλώματα οδήγησης αλλά και συσκευασίες φαρμάκων και τροφίμων διαθέτουν ολογράμματα εξασφαλίζοντας έτσι τη γνησιότητά τους.

Ολογραφικός μη καταστροφικός έλεγχος. Πρόκειται για μια μέθοδο που μελετά την αντοχή των υλικών στις παραμορφώσεις, ελέγχει την ανομοιογένεια των σωμάτων, ενώ μπορεί να προβλέψει με απόλυτη ακρίβεια τα ευπαθή σημεία ενός υλικού ή μιας κατασκευής. Για παράδειγμα, αναφέρεται ότι όλες σχεδόν οι εταιρείες ελαστικών αυτοκινήτου, προτού κυκλοφορήσουν ένα καινούριο μοντέλο τους στην αγορά το ελέγχουν με τη βοήθεια της ολογραφικής συμβολομετρίας. Ο έλεγχος γίνεται σε κατάλληλα διαμορφωμένη ολογραφική τράπεζα, όπου το ελαστικό υφίσταται διπλή έκθεση από το μονοχρωματικό φως ενός Laser και έτσι δημιουργείται ένα διάγραμμα κροσσών συμβολής. Στο διάγραμμα αυτό ο τρόπος κατανομής των κροσσών και κυρίως η πυκνότητά τους σε διάφορες περιοχές του ελαστικού προσδιορίζουν τα πιθανά σημεία όπου το ελαστικό πρόκειται «να ανοίξει». Διαπιστώνει λοιπόν κανείς ότι με την ολογραφική συμβολομετρία γίνεται μια πρόγνωση στο μέλλον. Βέβαια, εάν ο κατασκευαστής φροντίσει τα ευπαθή σημεία του ελαστικού που προσδιορίστηκαν ολογραφικά, τότε θα έχει εξασφαλίσει μεγαλύτερο χρόνο ζωής για το προϊόν του. Παρόμοια αναφορά μπορεί κανείς να κάνει για την εφαρμογή της συγκεκριμένης ολογραφικής τεχνικής στη συντήρηση έργων τέχνης (π.χ. παλαιές εικόνες ή πίνακες ζωγραφικής), όπου η πυκνότητα των κροσσών σε περιοχές της επιφάνειας του έργου τέχνης προδίδουν τα σημεία που ο ειδικευμένος συντηρητής θα πρέπει πρώτα να φροντίσει, εάν θέλει να αποκαταστήσει τη βλάβη, η οποία μάλιστα δεν έχει κάνει ορατά τα σημάδια της παρουσίας της στην προς μελέτη επιφάνεια. Είναι κατανοητή η ωφελιμότητα ενός τέτοιου ελέγχου, στο μέτρο που όλες αυτές οι διαπιστώσεις γίνονται με εντελώς ανώδυνο για το αντικείμενο τρόπο. Το έργο τέχνης δηλαδή δεν υφίσταται καμία φθορά από μηχανική επαφή με κάποια συσκευή, απλώς γίνεται αντικείμενο κατάλληλου φωτισμού από το φως ενός Laser.

Ολογραφία κίνησης. Δίνεται η δυνατότητα μελέτης της ροής ρευστών, αερίων, όπως και ο ακριβής έλεγχος των διαρροών. Σε αυτή την κατηγορία των εφαρμογών εμπεριέχονται και οι περιπτώσεις των ολογραφικών πορτρέτων με τεράστια σημασία όχι μόνο από καλλιτεχνική άποψη αλλά και σε ιατρικές εφαρμογές (πλαστική χειρουργική).

Όπως έγινε κατανοητό από την περιληπτική αναφορά στην οπτική ολογραφία, φαίνεται πως, αν και η τεχνική αυτή έχει σύντομο σχετικά παρελθόν, προβλέπεται να έχει μεγάλης διάρκειας μέλλον. Ο ολογραφικός κινηματογράφος, η ολογραφική κάμερα και η ολογραφική τηλεόραση είναι επιτεύγματα που δε θα αργήσουν να «επισκεφθούν» το ευρύ καταναλωτικό κοινό. Η πληροφορική θα βρει σύντομα τον τρόπο να μεταφέρει την τρισδιάσταση ολογραφική εικόνα σε σπίτια και γραφεία, έτσι ώστε η έννοια της επικοινωνίας να αποκτήσει έναν άλλο, ουσιαστικά διαφορετικό χαρακτήρα από το σημερινό. Όλα τα ανωτέρω είναι αποτελέσματα της διαπίστωσης ότι η μακροχρόνια επιθυμία του ανθρώπου να παγιδεύσει την τρίτη διάσταση της πραγματικότητας είναι πλέον γεγονός.

Κείμενο του Αθ. Αραβαντινού δρ. Φυσικής

ΠΗΓΗ: http://ebooks.edu.gr/

Τελευταία Ενημέρωση στις Τρίτη, 19 Ιούνιος 2018 12:13  

ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ

ΒΙΟΓΡΑΦΙΕΣ ΚΑΙ ΕΡΓΑ

Διαφήμιση

ΜΕΓΑΛΕΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΙΣ

1954

Κατασκευάζονται πλαστικοί φακοί επαφής.

Ο ΚΑΙΡΟΣ

Μαθητικο Συνεδριο Πληροφορικης

ΤVSpot Τεχνικού Μουσείου