Голографія без голограм
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
— Погляньте на цей трикутник крізь скло,— лаборант показав на скло, залите нерівним шаром прозорого лаку. Скло було каламутним, і крізь нього виднілося щось розпливчасте, змащене — трикутник не трикутник, квадрат не квадрат. А в принципі можна і через таке скло або, скажімо, крізь туман в атмосфері, турбулентні потоки повітря отримати чітке зображення того самого трикутника, та що там трикутника будь-якого предмета. Ось приклад,— він дістав із ящика столу три знімки,— це фотографія без скла, це — через каламутне скло, але звичайним методом, а ось ця,— він вказав на третій знімок,— через таке ж скло, але вже методом динамічної голографії.
Останній знімок був чітким, контрастним, ніби не існувало перешкоди, що спотворює світло.
– Динамічна голографія.
Динамічна голографія – це незвичайна голографія. Зазвичай інформація про об’ємне зображення предмета – голограма – наноситься на спеціальну топографічну платівку, що грає роль тієї ж фотоплівки або фотопластинки. З неї потім і одержують зображення предмета. Між процесом отримання голограми та процесом отримання зображення проходить певний час, так само як він проходить між зйомкою та отриманням фотокартки.
У динамічній голографії все негаразд. Голограма предмета формується в спеціальній речовині – фахівці називають її нелінійною, одночасно з неї транслюється зображення цього предмета, і одразу ж стирається голограма. Таким чином, динамічна голографія не має пам’яті. Цей винахід можна порівняти з магнітофоном, який записував, відтворював та стирав запис одночасно. Але чи потрібний такий магнітофон, чи не простіше слухати свого співрозмовника просто так, без технічних премудростей! Так само і динамічна голографія: зображення при отриманні динамічних голограм не залишається на голографічній платівці, воно відтворюється відразу. У такої голографії немає «пам’яті».
Але чи потрібна голографія «без пам’яті»! Щоб отримати об’ємне зображення предмета, ні, не потрібна, простіше дивитися сам предмет. Вона незамінна в тому випадку, коли потрібно отримати відкоригований знімок, такий знімок, який, незважаючи на туман, турбулентність атмосфери, був би чистим, контрастним, якісним. Чим тут допомагає динамічна голографія! Якщо на топографічну пластинку, що складається з нелінійного матеріалу, направити дві зустрічні хвилі, то станеться дивовижна річ: нелінійна речовина пластинки перетвориться під впливом цих хвиль і відобразить хвилю, яка йде від предмета, який потрібно сфотографувати. І відобразить її точно та симетрично.
Якщо, скажімо, хвильовий фронт був увігнутий, то назустріч позначиться вигнутий фронт. Цей фронт і нестиме всю інформацію про предмет, навіть якщо той знаходився за димовою завісою, турбулентним атмосферним потоком. (Механізм цього явища поки що мало вивчений, але це не заважає використовувати його на практиці.) Хвильовий фронт потрібно лише зловити на екран, встановлений на певній відстані. На екрані і сформується голограма, яку легко перефотографувати.