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Hologramm

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On 05.04.2020
Last modified:05.04.2020

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Hologramm Rechtschreibung Video

Hologram Project by Kiste

Hologramm
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Hologramm
Hologramm Das Material ist am empfindlichsten für violettes bis grünes Licht und reagiert nicht auf rotes Licht. Dann legen die Lichtstrahlen unterschiedliche Wege Sendezeiten Formel 1 dem Filmmaterial, das meist aus Kunststofffolie besteht, zurück. Jeder Punkt des reellen Bilds hat den gleichen Abstand zum Film wie der entsprechende Punkt des virtuellen Bildes.

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Bei der Holografie werden nun die Phase und die Intensität gespeichert. Dies geschieht mit Hilfe der Interferenz. Um präzise Interferenzmuster zu erzeugen, verwendet man kohärentes Licht , in der Regel einen Laserstrahl, der mittels Streulinsen aufgeweitet wurde.

Beleuchtet man ein beliebiges Objekt mit kohärentem Licht, wird das Licht reflektiert und gestreut.

Es entsteht ein Wellenfeld, das mit den Augen wahrgenommen werden kann. Dieses Wellenfeld wird Objektwelle genannt. Die Objektwelle überlagert sich mit dem einfallenden, ungestreuten Licht der sogenannten Referenzwelle desselben Lasers, d.

Die entstehenden Interferenzmuster treffen auf eine Glasplatte oder einen Film, auf der sich eine lichtempfindliche Schicht befindet.

Die Schicht reagiert nur auf die Intensität des Lichtes, durch die Interferenz der Wellenfronten wird aber die relative Phase zwischen Objekt- und Referenzwelle aufgezeichnet.

Voraussetzungen für die Aufzeichnung von Hologrammen ist die zeitliche und räumliche Stabilität der durch die Überlagerung der Wellenfelder ausgebildeten Interferenzmuster.

Die aufzuzeichnenden Objekte dürfen sich während der manchmal Minuten dauernden Belichtungszeit nicht bewegen. Um ein Hologramm aufnehmen zu können, müssen deshalb die Teile der Aufnahmeapparatur und das Objekt räumlich fixiert werden.

Meist wird der komplette holographische Aufbau oder zumindest Teile davon auf einen schwingungsfreien Tisch montiert. Allerdings können gepulste Laser für kurze Zeit einen so intensiven Lichtstrahl erzeugen, dass ein Hologramm auch in einigen Nanosekunden aufgenommen werden kann.

In diesem Fall wirken sich die Schwingungen nicht auf die Bildqualität aus. Entwickelt man nun den Film, so werden die belichteten Stellen schwarz, es gibt also ein Interferenzmuster von schwarzen Linien; dazwischen ist nichts aufgezeichnet, es ist also nur der durchsichtige Film zu sehen.

Die Linien sind sehr nahe beieinander, und ein normaler Fotofilm wäre nicht in der Lage, solch feine Strukturen aufzuzeichnen.

Bei der Rekonstruktion beleuchtet man die holografische Fotoplatte mit einer Welle, die mit der Referenzwelle identisch ist. Dabei wird das Licht am Interferenzmuster gebeugt, und es entsteht die exakte Wellenfront der Objektwelle.

Hinter dem Hologramm mit Blick in Richtung Fotoplatte und Lichtquelle sieht man also den abgebildeten Gegenstand wie durch ein Fenster.

Daher nennt man solche Hologramme auch Transmissions- oder Durchlichthologramme , weil Laser und Betrachter auf verschiedenen Seiten stehen.

Da auch das ganze Wellenfeld vor und hinter dem aufgezeichneten Objekt rekonstruiert wird, können die Augen das Abbild jeweils aus leicht verschiedenen Richtungen Augenabstand sehen.

Das Gehirn ist dadurch in der Lage, einen räumlichen Eindruck herzustellen. Jeder Punkt des abgebildeten Objektes beeinflusst das Wellenmuster des gesamten holografischen Bildträgers.

Wenn also ein Hologramm zerteilt wird, kommt bei der Rekonstruktion noch immer das ganze Bild zustande.

Das Aufteilen des Hologramms in einzelne Stücke führt lediglich zu einer Verschlechterung der Auflösung des Bildes und zu einer Verringerung des ansehbaren räumlichen Bildwinkels.

Allgemein lassen sich Hologramme nach den Eigenschaften des Films in Volumen- und Flächenhologramme sowie in Amplituden- und Phasenhologramme einteilen.

Volumenhologramme befinden sich auf einem Film, dessen Dicke ebenfalls zur Speicherung von holografischen Informationen genutzt wird.

Der holografische Film muss bei echtfarbigen Hologrammen für alle Farben empfindlich sein, was von den meisten handelsüblichen Filmen nicht geleistet wird.

Bei der Rekonstruktion von echtfarbigen Transmissionshologrammen muss beachtet werden, dass das Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen und Farben verschieden stark gebeugt wird.

Daher müssen die für die Rekonstruktion verwendeten Laser einen bestimmten, von der jeweiligen Wellenlänge abhängigen Winkel zum Film haben, so dass die einzelnen roten, grünen und blauen Bilder am gleichen Ort entstehen.

Bei einer Variante der Mehrfachbelichtung ist auch die Verwendung von Filmmaterial möglich, das nur für eine Wellenlänge empfindlich ist.

Dabei wird die Tatsache genutzt, dass die bei der Rekonstruktion reflektierte Wellenlänge von der zur Aufnahme verwendeten Wellenlänge abweicht, wenn die Filmschicht nach der Aufnahme ihre Dicke ändert.

Man lässt dazu den Film vor der Belichtung z. Dies kann man mit unterschiedlichen Konzentrationen vor jeder weiteren Belichtung wiederholen.

Amplitudenhologramme befinden sich auf Filmen, die unterschiedliche Schwärzungen besitzen. Dadurch wird die Helligkeit des durchgelassenen Lichtes so verändert, dass durch die Überlagerung der Lichtwellen mit unterschiedlicher Amplituden und Phasen ein Bild entsteht.

Die Filme der Phasenhologramme besitzen dagegen überall die gleiche Transparenz. Das Interferenzmuster, das die holografischen Bilder erzeugt, kommt dann nur durch die unterschiedlichen Phasen der elektromagnetischen Wellen zustande.

Phasenhologramme können daher durch Oberflächenreliefs gebildet werden, d. Dann legen die Lichtstrahlen unterschiedliche Wege in dem Filmmaterial, das meist aus Kunststofffolie besteht, zurück.

Das Licht besitzt in dem Film eine geringere Ausbreitungsgeschwindigkeit als an der Luft, deshalb führen verschiedene im Film zurückgelegte Lichtwege zu Phasendifferenzen.

Darauf beruht die Interferenz bei Phasenhologrammen. Phasenhologramme sind oft Prägehologramme, bei denen die Vertiefungen mit einem Stempel in das Material gedrückt werden; es können aber auch bei speziellen Filmen Vertiefungen durch unterschiedliche Belichtung entstehen.

Neben der Möglichkeit einer Phasenmodulation durch Oberflächenreliefs kann ein Phasenhologramm durch eine örtliche Modulation des Brechungsindexes wie z.

Legende: 1: Laser 2: Spiegel 3: Strahlteiler 4: Streulinse 5: Referenzstrahl 6: Objektstrahl 7: Holografischer Film. Transmissionshologramme befinden sich auf lichtdurchlässigen Filmen, d.

Bei der Aufnahme trifft ein Teil des Laserstrahls unverändert als Referenzstrahl auf den Film, der andere Teil trifft auf den Gegenstand und wird von ihm auf den Film reflektiert.

Referenzstrahl und Objektstrahl treffen von der gleichen Seite auf den Film und erzeugen dort ein Interferenzmuster, das aufgenommen wird. Für die Rekonstruktion des Bildes muss das Transmissionshologramm von hinten mit einer kohärenten Lichtquelle durchleuchtet werden.

Wenn ein entwickeltes Transmissionshologramm aber nur mit dem Referenzstrahl belichtet wird, dessen Winkel dem bei der Aufnahme des Hologramms entspricht, dann entstehen auf der nichtbeleuchteten Seite des Films durch das Interferenzmuster divergierende Strahlen, die der Verlängerung der Objektstrahlen bei der Aufnahme entsprechen.

Aufgrund dieser auseinandergehenden Strahlen erscheint ein virtuelles Bild hinter dem Hologramm, also auf der beleuchteten Seite. Vor dem Hologramm entsteht gleichzeitig ein reelles Bild, denn es entstehen aus den gebeugten Lichtwellen auch konvergierende Strahlen.

Von jedem Bildpunkt auf dem Hologramm gehen ein Strahl des virtuellen Bilds als Verlängerung des ursprünglichen Objektstrahls und ein Strahl des reellen Bilds aus, wobei die beiden Strahlen denselben Winkel zum Film haben.

Die beiden Bilder können daher nur von unterschiedlichen Blickwinkeln gesehen werden, sie können sich auch teilweise überlagern.

Jeder Punkt des reellen Bilds hat den gleichen Abstand zum Film wie der entsprechende Punkt des virtuellen Bildes. Im reellen Bild erscheinen die im originalen Objekt nahen Punkte deshalb entfernt, die fernen Punkte scheinen im Bild vorn zu sein.

Reflexionshologramme reflektieren das einfallende Licht, so dass die Lichtquelle im Gegensatz zu Transmissionshologrammen auf der Seite des Betrachters sein kann.

Bei Reflexionshologrammen wird der Laserstrahl mit Strahlteilern geteilt. Ein Teilstrahl trifft als Referenzstrahl nach der Auffächerung mit einer Streulinse auf den holografischen Film, der andere Strahl wird auf den Gegenstand gerichtet.

Dieser reflektiert den Lichtstrahl auf die andere Seite des Films. Objektstrahl und Referenzstrahl treffen von unterschiedlichen Seiten auf den Film und bilden in ihm ein Interferenzmuster, das den Film belichtet.

Reflexionshologramme sind in jedem Fall Volumenhologramme, d. Es entstehen in dem Film verschiedene Netzebenen , die durch die an den Interferenzmaxima belichteten Stellen des Filmmaterials gehen.

Die Netzebenen reflektieren bei der Rekonstruktion des Hologramms das einfallende Licht so zurück, dass ein Bild des Gegenstands entsteht. Im Jahr erfand der sowjetische Physiker Juri Nikolajewitsch Denisjuk ein einfacheres Verfahren, Reflexionshologramme herzustellen.

Bei der Denisjuk-Holografie wird im Gegensatz zur normalen Reflexionsholografie der Laserstrahl nicht geteilt. Der Laserstrahl wird durch eine Konvexlinse aufgefächert und durchleuchtet als Referenzstrahl den holografischen Film.

Hinter dem Film befindet sich das aufzunehmende Objekt, das den Referenzstrahl teilweise zurück zum Film reflektiert.

Der entstehende Objektstrahl und der Referenzstrahl treffen von unterschiedlichen Seiten auf den Film und interferieren, wodurch in ihm ein stehendes elektromagnetisches Wellenfeld entsteht, das vom Film aufgenommen wird.

Bildebenenhologramme sind Reflexionshologramme und haben die Eigenschaft, dass ihre holografischen Bilder in der Filmebene zu schweben scheinen.

Dieser Effekt beruht darauf, dass das Bild sowohl vor als auch hinter der Hologrammebene entsteht.

Für die Herstellung muss zunächst ein Transmissionshologramm Master von einem Gegenstand aufgenommen werden, dieses wird dann auf den Film des Bildebenenhologramms kopiert.

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Oliver Bendel. Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW, Hochschule für Wirtschaft, Institut für Wirtschaftsinformatik. Professor für Wirtschaftsinformatik, Wirtschaftsethik, Informationsethik und Maschinenethik.

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2 Kommentare zu „Hologramm“

  1. der NГјtzliche Gedanke

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