holografi-2011güz-d1 [uyumluluk modu] - yıldız teknik...
TRANSCRIPT
Holografikısa bir giriş
İçerikİçerik
• Giriş
• Holografinin kavramları
• Holografik görüntülemenin kavramları
• Holografinin dayandığı fiziksel etkiler (olaylar)g y ğ ( y )
• Holografinin tarihçesi
Holografik süreçte basit girişim hesapları• Holografik süreçte basit girişim hesapları
• Basit haliyle holografi kaydı ve görüntü oluşturma
• Hologram malzemeleri
• holografik görüntüleme ve araştırmaların önemli bileşenleri
Holografi, Giriş
Holografi geçeğe yakın üç boyutlu görüntülerin oluşturulması yöntemi olarakHolografi, geçeğe yakın üç boyutlu görüntülerin oluşturulması yöntemi olarak adlandırılabilir.
Bu yöntemin bilim ve teknikte pek çok uygulaması vardır.u yö e b e e e pe ço uygu a as a d
Güvenlik Arckeoloji / sanat Teknik analizler Veri saklama
H l fi d t l l “h l ” l lHolografi, yunancada tam anlamına gelen “holos” ve yazma anlamına gelen “graphen” kelimelerinden türetilmiştir; tam yazma anlamına gelmektedir.
Bu holografi ile bir nesneden çıkan/yansıyan ışık dalgası tam olarak kaydedilebilirBu, holografi ile bir nesneden çıkan/yansıyan ışık dalgası tam olarak kaydedilebilir ve gösterilebilir anlamına gelmektedir.
Holografi, Kavramlar
AydınlatmaAydınlatma
Göz/ Kamera Görüntü
Nesne
Kamera
Nesne dalgasıI k lIşık alanı
Eğer insan bir nesneyi görmek isterse, sözkonusu nesnenin görünür ışık ile aydınlatılmış l ki B d d d l / k b “ d l ” d lolması gerekir. Bu durumda nesneden saçılan/yansıyan ışık bu “nesne dalgası” dalgasını
oluşturur. Böyle bir dalgada nesne ile ilgili bütün optik bilgi mevcuttur.Görme sürecinde bu nesne ışığı göz tarafından algılanır. Fotografta foto duyarlı plaka tarafından algılanır.
Elektromanyetik dalganın betimlendiği büyüklükler
Bir ışık dalgası birkaç büyüklükle betimlenirBir ışık dalgası birkaç büyüklükle betimlenir.
E GenlikFaz farkı
)cos(),( 0 tkxEtxEx
2
k Frekans
Genlik→ Aydınlık şiddeti , EEI *Faz→ Nesnenin yapısıFrekans→ Renk
Holografi süreci için renk önemli değildir.
Aydınlatma
Holografi, Kavramlar
Aydınlatma Eş fazlı ışık dalgası
Karşılaştırma dalgası
N
Işığa duyarlı ortam
Nesne
Girişim desenleriNesne dalgası
Işık alanı
Holografik kayıt sürecindebir nesne dalgası kendisi ile koherans (ahenkli) başkaHolografik kayıt sürecindebir nesne dalgası kendisi ile koherans (ahenkli) başka karşılaştırma dalgası (referans dalgası) ile üst üste bindirilir. Bununla, girişim desenleri oluşur: Nesne dalgası + Karşılaştırma dalgası
Karşılaştırma dalgası
Holografi, Kavramlar
Karşılaştırma dalgası
Hologram Göz/ Kamera Görünütü
Sanal görüntü
Kamera
Kırınıma uğramış ışık
Bir kayıt ortamına (örneğin fotograf filmi) kaydedilmiş girişim desenleri karşılaştırma dalgası ile aydınlatılırsa dikkate alınmış nesne görüntüsünden farkı olmayan derinlik bilgisi de içeren bir görüntü elde edilir.
→ Holografi→ Holografi
Holografi, holografik görüntülemenin bazı özellikleri
• Üç boyutlu görüntüleme• Sağa sola eğilme → sobanın yan tarafındaki kediğ ğ y• Girişim+ Kırınım
• Hologramın kırılması/ küçük parçalar ayrılması durumunda, konvansiyonel filmlerdekinin tersini daima tam görüntü elde edilir
Holografinin dayandığı fiziksel etkiler (olaylar)
– Girişim: Ahenkli iki dalganın üst üste bi i A d l k k l kbinmesi. Aydınlık ve karanlık alanlardan oluşan bir desen ortaya çıkar
– Koherans (Ahenk): İki dalganın faz farkının zamandan bağımsızlığı. D l l i i i bilDalgaların girişim yapabilme özellikleri
– Kırınım: Işığın bir engeli geçerken yön sapmasına uğraması, öyleki; ışık engelin geometrik gölgesi bölgesine geçebilir ve engelin geri tarafına konulmuş bir ekranda girişim l t bili K d l i loluşturabilir: Kırınım desenleri oluşur
Holografi, Tarihçe
Christiaan Huygens (1629 – 1694)Thomas Young (1733 - 1829)A. J. Fresnel (1788 - 1827)J F h f (1877 1926)
Dalga optiğinin temel bilgileri
J. von Fraunhofer (1877 - 1926)
G. Kirchhoff (1824 – 1887) H l fi i k fi h li k l l lG. Kirchhoff (1824 1887)Lord Rayleigh (1842 – 1919)E. Abbe (1840 – 1905)G. Lippmann (1845 -1921)W L B (1890 1971)
Holografinin keşfine hayli yakın olan çalışmalar
W. L. Bragg (1890 -1971)M. WolfkeH. Boersch
D. Gabor ( 1900 – 1977)Holografinin keşfiHolografi kelimesinin ortaya atılışı. Işın içi Holografisi
E. N. Leith J. Upatnieks
Işın dışı holografinin geliştirilmesiLazer kullanımı
Holografik süreçte basit girişim hesapları
Girişim dağılımı:Nesne dalgası: S(Sinyal dalgası)
K l t d l R
Girişim dağılımı:
**222 RSSRSRSRI Karşılaştırma dalgası: R
Kayıt: girişim deseni bir film üzerine kaydedilir.
Plakanın geçirgenliği düşen ışığa bağlı olarak zayıflar: Geçirgenlik 2SRba
Hologram filminini karşılaştırma dalgası ile aydınlatılması sonrasında filmin gerisinde oluşacak yeğinlik dağılımı
)]([ **22 RSSRSRbaRR
SRRbSRRb )( **
Tam bir sinyal dalgasıSayısal çarpan
Hologafi, eksen dışı kayıt
Bir hologramın kaydı
Karşılaştırma dalgası, R
z
xNesne
Nesne dalgası, S
Basit haliyle holografi kaydı ve görüntü oluşturma
K l d l R
Görüntü oluşturma
Karşılaştırma dalgsı, R
Nesne dalgası,
Sanal görüntü
g ,(RR*S)
Gerçek görüntü Karşılaştırma dalgasıR(R2 + S2)
Konjuge nesne dalgası(RRS*)
Basit haliyle holografi kaydı ve görüntü oluşturma
Ters yönde gelen dalga ile görüntü oluşturmaTers yönde gelen dalga ile görüntü oluşturma
Gerçek görüntügörüntü
Sanal Ters yönde gelengörüntü Ters yönde gelen Karşılaştırma dalgası
Holografi, önemli bileşenler
• Işık kaynağı: lazer; ahenkli tek renkli yeğin• Işık kaynağı: lazer; ahenkli, tek renkli, yeğin.
(lazersiz holografi pratikte düşünülemez!)
• Kayıt ortamları: Hologram-Malzemeleri
• Titreşimsiz kayıt ortamı (optik masa, sakin ortam); Holografik kayıtta hologram üzerinde çok hassas
girişim desenleri oluşur.
• Optik parçalar: ışın genişletici, ışın ayırıcı ve yansıtıcılar.
Holografi, hologramların sınıflandırılması
Fiziksel ve kimyasal etkiye ile hologramların kaydının yapılmasına
Genlik hologramları(soğuran malzeme, genliğin uzaysal
Faz hologramları(Kırılma indisi değişimi
Fiziksel ve kimyasal etkiye ile hologramların kaydının yapılmasına
modulasyonu, örn. Siyahlaşan film) yada geçirgen bir malzemenin kalınlığı)
İ
Hologram kalınlığına göre
İnce hologramlar Kalın Hologramlar(görüntü ancak Bragg şartı ile elde edilir.)
Zamana bağlı davranışına göre
Statik hologramlar Dinamik hologramlar
holografi, hologram malzemeleri (Kayıt malzemeleri)
1 Gü ü H l E l i l1. Gümüş-Halogen Emulsiyonlar
2. Işığın polimerleşmeye etkiyebildiği polimerler
3. Thermoplastikler (yüzeyde yük dağılımı)
4 Foto adreslenebilen polimerler4. Foto adreslenebilen polimerler
5. Foto kırıcı kristaller
%d0%93%d0%b0%d1%81%d1%82%d1%80%d0%be%d0%a7%d0%b8%d1%82%d0%b02013 %d1%84%d0%b8%d0%bd%d0%b0%d0%bb%d1%8
%d1%82%d0%b5%d1%85%d0%bd%d0%b8%d1%87%d0%b5%d1%81%d0%ba%d0%b0%d1%8f %d0%b1%d1%80%d0%be%d1%88%d1%8e%d1
%d0%9f%d1%80%d0%b5%d0%b7%d0%b5%d0%bd%d1%82%d0%b0%d1%86%d1%96%d1%8f %d0%92%d1%96%d0%b9%d0%bd%d0%b0 %d
%d1%80%d0%b5%d1%88%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d1%8f %d0%b4%d0%bb%d1%8f %d0%ba%d0%be%d1%82%d1%82%d0%b5%d0%b4%d
%d0%91%d1%96%d0%be%d0%b3%d1%80%d0%b0%d1%84%d1%96%d1%87%d0%bd%d0%b0 %d0%b4%d0%be%d0%b2%d1%96%d0%b4%d0
%d1%81%d0%b8%d1%81%d1%82%d0%b5%d0%bc%d0%b0 %d1%81%d0%bd%d0%b5%d0%b3%d0%be%d1%82%d0%b0%d1%8f%d0%bd%d0
%d0%b1%d1%80%d0%be%d1%88%d1%8e%d1%80%d0%b0 %d1%80%d0%b5%d1%88%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d1%8f %d0%b4%d0%bb%d
%d0%9a%d0%be%d0%bd%d1%86%d0%b5%d0%bf%d1%86%d1%96%d1%8f %d1%81%d1%82%d0%b0%d0%bb%d0%be%d0%b3%d0%be %d
%d0%97%d0%b0%d0%bf%d1%80%d0%be%d1%88%d0%b5%d0%bd%d0%bd%d1%8f%20%d0%b4%d0%be%2070 %d1%80%d1%96%d1%87%
%d0%b1%d1%80%d0%be%d1%88%d1%8e%d1%80%d0%b0 %d0%bf%d0%be %d0%b3%d0%b5%d0%be%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%bc%d
%d1%80%d0%b5%d1%88%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d1%8f %d0%b4%d0%bb%d1%8f %d1%81%d0%bf%d0%be%d1%80%d1%82%d0%b8%d
%d1%81%d0%b8%d1%81%d1%82%d0%b5%d0%bc%d1%8b %d0%b2%d0%b5%d0%bd%d1%82%d0%b8%d0%bb%d1%8f%d1%86%d0%b8%d0
%d0%b4%d0%b8%d1%81%d1%81%d0%b5%d1%80%d1%82%d0%b0%d1%86%d0%b8%d1%8f%20%d0%94 %d0%9d %20%d0%97%d0%b0%d
%d1%81%d0%b5%d1%80%d1%82%d0%b8%d1%84%d0%b8%d0%ba%d0%b0%d1%82 %d1%82%d1%80%d1%83%d0%b1%d0%b0 %d1%81%d