Comment les hologrammes forment-ils des images tridimensionnelles?

Si vous transportez de l'argent, un permis de conduire ou des cartes de crédit, vous transportez des hologrammes. L'hologramme colombe sur une carte Visa est peut-être le plus connu. L'oiseau arc-en-ciel change de couleur et semble bouger lorsque vous inclinez la carte. Contrairement à un oiseau dans une photographie traditionnelle, un oiseau holographique est une image en trois dimensions. Les hologrammes sont formés par l'interférence des faisceaux lumineux d'un laser.

Les hologrammes sont fabriqués à l'aide de lasers car la lumière laser est "cohérente". Cela signifie que tous les photons de la lumière laser ont exactement la même chose la fréquence et différence de phase. La division d'un faisceau laser produit deux faisceaux de la même couleur (monochromatique). En revanche, lumière blanche régulière se compose de nombreuses fréquences de lumière différentes. Quand la lumière blanche est diffracté, les fréquences se divisent pour former un arc-en-ciel de couleurs.

Dans photographie conventionnelle, la lumière réfléchi par un objet frappe une bande de film qui contient un produit chimique (c'est-à-dire du bromure d'argent) qui réagit à la lumière. Cela produit une représentation bidimensionnelle du sujet. Un hologramme forme une image en trois dimensions car la lumière modèles d'interférence sont enregistrés, pas seulement la lumière réfléchie. Pour ce faire, un faisceau laser est divisé en deux faisceaux qui traversent les lentilles pour les agrandir. Un faisceau (le faisceau de référence) est dirigé sur un film à contraste élevé. L'autre faisceau est dirigé vers l'objet (le faisceau objet). La lumière du faisceau de l'objet est dispersée par le sujet de l'hologramme. Une partie de cette lumière diffusée va vers le film photographique. La lumière diffusée du faisceau objet est déphasée par rapport au faisceau de référence, donc lorsque les deux faisceaux interagissent, ils forment un motif d'interférence.

Le motif d'interférence enregistré par le film code un motif tridimensionnel car la distance de tout point sur l'objet affecte la phase de la lumière diffusée. Cependant, il y a une limite à la façon dont un "hologramme" peut apparaître. En effet, le faisceau de l'objet ne frappe sa cible que dans une seule direction. En d'autres termes, l'hologramme affiche uniquement la perspective du point de vue du faisceau objet. Ainsi, alors qu'un hologramme change en fonction de l'angle de vue, vous ne pouvez pas voir derrière l'objet.

Une image d'hologramme est un motif d'interférence qui ressemble à un bruit aléatoire à moins d'être vu sous le bon éclairage. La magie opère lorsqu'une plaque holographique est illuminée avec le même faisceau laser que celui utilisé pour l'enregistrer. Si une fréquence laser différente ou un autre type de lumière est utilisé, l'image reconstruite ne correspondra pas exactement à l'original. Pourtant, les hologrammes les plus courants sont visibles en lumière blanche. Il s'agit d'hologrammes de volume de type réflexion et d'hologrammes arc-en-ciel. Les hologrammes qui peuvent être visualisés à la lumière ordinaire nécessitent un traitement spécial. Dans le cas d'un hologramme arc-en-ciel, un hologramme de transmission standard est copié à l'aide d'une fente horizontale. Cela préserve la parallaxe dans une direction (de sorte que la perspective peut se déplacer), mais produit un décalage de couleur dans l'autre direction.

Le prix Nobel de physique de 1971 a été décerné au scientifique hongrois-britannique Dennis Gabor "pour son invention et le développement de la méthode holographique". À l'origine, l'holographie était une technique utilisée pour améliorer les microscopes électroniques. L'holographie optique n'a pas décollé avant l'invention du laser en 1960. Bien que les hologrammes soient immédiatement populaires pour l'art, les applications pratiques de l'holographie optique sont restées en retard jusqu'aux années 1980. Aujourd'hui, les hologrammes sont utilisés pour le stockage de données, les communications optiques, l'interférométrie en ingénierie et microscopie, la sécurité et le balayage holographique.

• Si vous coupez un hologramme en deux, chaque pièce contient toujours une image de l'objet entier. En revanche, si vous coupez une photo en deux, la moitié des informations sont perdues.
• Une façon de copier un hologramme est de l'illuminer avec un faisceau laser et de placer une nouvelle plaque photographique de telle sorte qu'elle reçoive la lumière de l'hologramme et du faisceau d'origine. Essentiellement, l'hologramme agit comme l'objet d'origine.
• Une autre façon de copier un hologramme est de l'embosser en utilisant l'image d'origine. Cela fonctionne de la même manière que les enregistrements sont faits à partir d'enregistrements audio. Le processus de gaufrage est utilisé pour la production de masse.