Aufnahme- und Wiedergabeprinzip eines Hologramms |
Dieses Bild kann unter Nennung der Quelle als .swf oder .flash Flash Datei herunterladen, verändert und frei verwendet werden. Die Animation zeigt das Prinzip einer Aufnahme und Wiedergabe vom Hologramm. Da beide Wellezüge bei der Aufnahme von einer Seite kommen nennt man es Transmissionshologramm. |
Holografie (Holographie) und Hologramme |
Die Holografie ist ein Verfahren zur Aufzeichnung (und Wiedergabe) von Wellen. Elektromagnetische Strahlung - sichtbares Licht, UV-Licht, Infrarotlicht, Röntgenstrahlen, aber auch mechnische Wellen (Schallwellen, Wasserwellen, ...) lassen sich mittels der Holografie in einem Hologramm aufzeichnen. Auf dem Hologramm wird sowohl die Amplitude (die Helligkeit) als auch die Phase (die Wellenlänge) einer Welle gespeichert. Auf diese Weise wird eine Welle bei der Wiedergabe vollständig ("holo": griechisch für "ganz") wieder hergestellt. Interferenz und BeugungBei der Aufnahme entsteht ein Interferenzbild zweier zueinander kohärenter Wellenzüge. Das Interferenzbild im Hologramm wird anschließend zu einem Beugungsgitter umgewandelt. Bei der Wiedergabe reproduziert der eine Wellenzug am Beugungsgitter den jeweils anderen Wellzug. Wenn - wie bei der Hologramm-Aufnahme - 2 Wellen miteinander interferieren, bedeutet das ein Aufeinandertreffen von Berg und Tal Bewegungen zweier Wellen. Berg+Berg und Tal+Tal ergänzen sich, Berg+Tal oder Tal+Berg löschen sich aus (entsprechend entstehen auch "Zwischentöne"). Es entsteht ein Hell-/Dunkelmuster, das Interferenzbild.
Bei einem Hologramm kommt die eine Lichtwelle von dem aufzunehmenden Objekt, die andere Lichtwelle kommt direkt von der Lichtquelle (zumeist einem Laser). Die Wellen nennt man Objektwelle und Referenzwelle. Betrachtet man anschließend ein Hologramm, so muss man die Beleuchtungsquelle aus dem Winkel der Referenzwelle auf das Hologramm fallen lassen, damit die Objektwelle wieder erschient. Eine Beleuchtung mit einer Lichtquelle anderen Typs als bei der Aufnahme kann - je nach Hologrammtyp - zu ganz anderen Ergebnissen führen (bis dahin, dass man gar nichts sieht). Von einem realen Objekt aufgenommene Hologramme haben die Eigenschaft, dass das virtuelle Bild des im Hologramm dargestellten Objekts bei der Wiedergabe immer hinter der Hologrammebene liegt und das ein weiteres Bild entsteht, das reelle Bild vor dem Hologramm (letzteres muss man mit einem Schirm/einer Scheibe auffangen). Die Reihenfolge beim Betrachten ist immer: Betrachter, reelles Bild des Objekts, Hologramm, virtuelles Bild des Objekts am Standort des Objekts bei der Aufnahme. Erst mit einer Umkopie über ein "Master" Hologramm kann man das Objekt in die Ebene des Hologramms (oder darüber hinaus) bewegen. Die Lichtquelle: der LaserDas erste Hologramm wurden mit sichtbarem Licht, einer noch gering kohärenten Lichtquelle, von einem flachen, kleinen Objekt Anfang der 1940er Jahre beschrieben und erstellt. Mit dem Laser Mitte der 1960er Jahre erhielt die Holografie einen enormen Schub. Die Objekte wurden räumlich, größer und mit deutlich höherem Kontrast. Kurze zeit später wurde die Möglichkeit gefunden, Hologramme mit Weißlicht zu betrachten, unabhängig von dem Laser der Aufnahme. Heute werden Hologramme für unterschiedlichsten Wellen und auf unterschiedliche Weisen erstellt. Das Prinzip der Beugung bei der Wiedergabe bleibt aber erhalten. Das AufnahmematerialAufgrund der sehr kurzen Wellenlängen elektromagnetischer Wellen und der daraus resultierenden hohen Auflösung von Hologramme - Holografiematerialien haben je nach Typ eine Auflösung von 2.000 bis 12.000 Linien (Linienpaare hell/dunkel) pro Millimeter (2.000 pro mm = 2 pro µm = 0,5 µm je Linie), ein 25 ASA Fotofilm liegt im Vergleich bei 500 Linien pro mm - ist die Informationsdichte in einem Hologramm sehr hoch. Dieses sich als Datenträger nutzbar zu machen ist eines der Ziele aktueller Forschungen.
Zwei ebene Wellenfronten (Objekt- und Referenzwelle) interferieren zu einem Gitter, dessen Abstand ("Ortsfrequenz) vom Einfallwinkel zwischen den Wellenfronten abhängig ist. Ein größerer Winkel erzeugt ein engeres Gitter = höhere Ortsfrequenz. Die Datei kann unter Nennung der Quelle als .jpg oder .svg Vektordatei herunterladen, verändert und frei verwendet werden. Hologramme werden auf lichtempfindlichen Materialien aufgezeichnet. Diese Emulsionen brauchen einen Träger. Zumeist sind es Kunststoffe, häufig aber auch Glas. Sie sind je nach Material empfindlich gegen UV-Strahlung, Feuchtigkeit und mechanische Einwirkung (Kratzer). Alternativ besteht die Möglichkeit, eine CCD Einheit (aus einer Digitalkamera) anstelle des Hologrammaufnahmenmaterials zu verwenden und das Hologramm (Interferenzmuster) digital auszuwerten. Die Auflösungsanforderung bleibt jedoch. Wird ein Hologramm mit einem Lichtstrahl unter dem richtigen Winkel (nämlich dem der zweiten Wellenfront bei der Aufnahme) beleuchtet, so gibt es die Informationen wieder frei. Wichtig ist, dass es nur eine Lichtquelle, ein Lichtpunkt ist. Eine zu nahe oder zu große Lichtquelle, z.B. eine Neonröhre, ist für die Wiedergabe (ohne Blende) ungeeignet. Halogenlampen oder die Sonne sind für die Betrachung von Weißlicht-Hologrammen sehr gut geeignet. Hologramm = FensterEin Hologramm kann am besten als virtuelles Fenster auffassen, durch das eine drei dimensionale Welt betrachten werden kann. Objekte in dieser Welt sind räumlich angeordnet und geben daher für das linke Auge des Betrachters ein anderes Bild von sich als für das rechte. Aus der Seherfahrung läßt sich mit beiden Bildern ein räumlicher Eindruck bilden. Gegenüber anderen Methoden läßt sich nun durch einfaches Bewegen des Kopfes an den Objekte vorbeischauen. Jede kleine Fläche eines Hologramms speichert die gesamte räumliche Information. Ist ein Objekt gut ausgeleuchtet (kommt von jeder Stelle des Objekt an jede Stelle des Hologramms Licht), so steckt die Information über das Objekt an jeder Stelle des Hologramms. (Man kann dieses durch eine Milchglasscheibe bei der Beleuchtung des Objekts während der Aufnahme fördern.) Teil man anschließend das fertige Hologramm, so verkleinert sich zwar das Fenster, aber wenn man den Kopf mehr bewegt, sieht man weiterhin das ganze Objekt. Aus diesem Grund bedeuten Kratzer auf einem Hologramm auch deutlich weniger Informationsverlust als auf einem Foto. Das Zerschneiden eines Hologramms ist somit gleichbedeutend mit dem Verkleinern des Fensters und der größeren Bewegung des Kopfes, um alle Objekte zu sehen. Das einfachste HologrammDas Hologramm eines einzigen Lichtpunkts kann man als das einfachste Hologramm bezeichnen. Es ist das Intererenzmuster einer ebenen Wellenfront (Referenzstrahl) mit einer Kugelwelle (Objektstrahl): eine Fresnelschen Zohnenplatte. In der Mitte ein dunkler Kreis, der abwechselnd von hellen und dunklen Ringen umkreist ist. Dabei bleiben die Flächen des Kreises und der Ringe immer gleich groß. Ein Hologramm, das aus einer ebenen Welle (Referenz) eine kugelförmige Welle (Objekt) macht, verhält sich wie eine Linse.
Eine ebene Wellenfront interferiert mit einer Kugelwelle einer Punktlichtquelle zu einer Fresnelschen Zonenplatte. Die Datei kann unter Nennung der Quelle als .jpg oder .svg Vektordatei herunterladen, verändert und frei verwendet werden. Bewegung - ganz absichtlichDie holografische Interferometrie erlaubt es sehr gut, kleinste relative Bewegungen an Objekten sichbar zu machen. Durch die Veränderung des Interferenzmusters entstehten bei Doppelbelichtungen an den sich bewegenende Bereichen Interferenzstreichen und weisen auf die Größe und Richtung der Veränderung in, im Bereich von Nanometern. Raus aus dem FensterAufnahmebedingt steht das Objekt beim Betrachten immer hinter dem Hologramm. Durch eine doppelte Aufnahme - erste ein Hologramm vom Objekt und danach eine Hologramm vom Hologramm - kann man das Objekt in die Bildebene des Hologramms oder noch weiter raus "schieben". Nun scheint das Objekt im Raum zu schweben. Farbe kommt ins SpielHologramme werden in erster Linie mit der Wellen wiedergegeben, mit der sie aufgenommen wurden. Behandelt man das Hologramm nach der Aufnahme chemisch, kann man die Wellenlänge zur Wiedergabe verändern. Das Hologramm bleibt aber monochromatisch. Beim Regenbogenhologramm werden die "falschen" Wellenlängen des Weißlichts bei der Wiedergabe nicht rausgefiltert sondern in verschiedenen Winkeln wiedergegeben. Das Hologramm wirkt beim Kippen in allen Farben "bunt". Richtige Farbhologramme werden durch panchromatische Materialien erzeugt. Für jede Grundfarbe (Rot, Grün, Blau) wird in dasselbe Material ein Hologramm aufgezeichnet. Bei der Wiedergabe erscheinen 3 Hologramme übereinander zu einem Bild. Siehe auch: |
DIY (Do it yourself) - Hologramm erzeugen - Hologramme selber aufnehmen |
Die Holografie hatte ihre Hochzeit in der 70er und 80er Jahren. Viele Bücher und Informationen stammen aus der damaligen Zeit. Was damals technisch unerschwinglich war, ist heute "an jeder Ecke erhältlich". Daher gilt:
Der Verein möchte jeden Interessierten dazu ermutigen, erste Schritte zu wagen. Tipps für die Laborausstattung werden von Zeit zu Zeit hier ergänzt, ebenso Hinweise und Tipps von Hobbyholografen. Einige Hochschulen, Volkshochschulen und Privatleute bieten kleine Holografie-Kurse an. Voraussetzungen5 Dinge muss man haben:
LichtquelleDie Lichtquelle muss räumlich und zeitlich kohärent sein. Soll heißen, dass 1. alle parallel austretenden Lichtwellen zueindern dieselbe Wellenlänge besitzen und auch in gleicher Phase schwingen, und 2. die Wellenzüge dieses sehr lange tun (nicht wenige Millimeter sondern einige Meter). Auf der Webseite befinden sich allerlei Informationen, wie man zu Anfang mit einfachen Laserdioden anfangen kann. Geeignete ObjekteDas Objekt darf sich während der Aufnahme nicht bewegen, weder von der Position noch in sich, da sich ansonsten das Interferenzmuster (=das Hologrammbild) während der Aufnahme auslöscht. Häufig reichen da schon wärmeempflindliche Materialien, oder ein Luftzug. Ein "Stein" als erstes Objekt gibt Sicherheit. Und hell sollte das Objekt sein, notfalls angestrichen. Umso dunkler, umso länger sind die Belichtungszeiten und die Anforderungen, alles ruhig zu halten. Optische Spiegel, Linsen und ZubehörDie optischen Spiegel dürfen keine doppelte Reflektion haben und die Linsen sollten durch ihre Oberfläche nicht schon selber Interferenzmuster erzeugen. Einen Strahlenteiler zum Teilen des Lichtes auf Objekt- und Referenzwelle und einen Strahlenfilter zum Bereinigen der Wellen von ungewünschten Interferenzen nach der Aufweitung durch Linsen braucht man ganz zu Anfang noch nicht (... aber bald danach, wenn die Ansprüche steigen). Holografisches Material + Chemie
Das Aufzeichnungsmaterial bestimmt die Chemie zur Entwicklung und weiteren Behandlung. Eine Liste der Materialien und Distributoren ist der Webseite beigefügt. Die Frage ob Film oder Glas ist am Anfang durch den Preis und die Handhabbarkeit für Teststreifen zugunsten des Films entschieden. Mit mehr Erfahrung schwenkt man eher um. Eine ruhende UmgebungMinimale Bewegungen können eine Aufnahme zerstören. Daher muss man vorsehen, dass
Tipps für angehende HolografenMit schweren Massen, Gummi- und Luftfederung, schweren Metallhalterungen und Magneten ist das in den Griff zu bekommen. Zu Anfang Gegenstände und Abstände, Entfernungen klein halten; dann wird alles einfacher. Sehr gute Tipps stehen in den Büchern, die für die Hobbyholografen geschrieben wurden. Natürlich gibt es viel im Internet. Die Links sind hier aufgeführt. Doch ich möchte auf die vielen Büchern, die weiter unten aufgeführt sind, hinweise und 2 davon empfehlen:
Interessante WeblinksIn deutscher Sprache
In englischer Sprache
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Holografie Webportale, Foren und Vereinigungen |
Webportale
Foren
Organisationen
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Holografie-Anwendungen |
Was kann man mit der Holografie alles machen? Analog zur Fotografie steht die Holografie als ein rein abbildendes Medium für das Festhalten von Objekten und Räumen zur Verfügung. Ebenso gibt es unendlich viele Möglichkeiten, sich künstlerisch auszudrücken. Und es geht noch einiges mehr:
Kopier- und Manipulationsschutz (Markenschutz)Unter anderem werden Personalausweise, Banknoten, Software und Kreditkarten mit einem Hologramm geschützt. Dabei werden die Hologramme in das Papier integriert bzw. spezielles Holografie-Aufzeichnematerial genommen, was im Handel nicht erhältlich ist.Fernsehen in echtem 3DOhne Brille, ohne Parallaxe - einige arbeiten daran:
Datenspeicher
LichtlenkungScannerkasse, Solarmodule
MesstechnikInterferometrie
BilderkennungBestrahlt man ein Hologramm mit dem Objektstrahl (anstatt mit dem Referenzstrahl), dann erzeugt das Hologramm den Referenzstrahl (anstatt dem Objektstrahl). Auf diese Weise kann man eine Bilderkennung betreiben.Kunst, Architektur und ProduktgestaltungFassaden, Bilder, Produktoberflächen, Verpackungen |
Holografie in der Wissenschaft |
Deutschland
Weltweit
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Analoge/digitale Verfahren zur Hologramm-Erzeugung |
Mit dem Einzug des Computers in die Welt der Holografie haben sich einige Verfahren zur Erzeugung von Hologrammen entwickelt.
"Klassisch" mit Laser, 1: direkt vom Objekt auf das HologrammBeleuchtet von einer Laser-Quelle wird das Objekt auf dem Hologramm aufgezeichnet."Klassisch" mit Laser, 2: Umkopie von Hologramm auf HologrammDie Kopie von einem Hologramm auf ein anderes kann einige Gründe haben: zur Vervielfältigung, zur neuen Anordnung der Referenzwelle, zur Verschiebung der Bildebene, zum Wechsel der Wellenlänge.Aus mehreren Fotos, 1: von fotografierten Rundumfotos eines echten ObjektsDas Objekt wird aus den Betrachtungswinkeln fotografiert. Die (zweidimensionalen) Fotos werden anschließend im entsprechenden Betrachungswinkel auf das Hologramm gebracht.Aus mehreren Fotos, 2: von gerechneten Rundumfotos eines virtuellen ObjektsWie zuvor werden zweidimensionale Bilder nacheinander auf das Hologramm gebracht. Die Aufnahmen kommen berechnet aus dem Computer.Computer generierte Hologramme - CGHDas Hologramm wird im Computer berechtet und als schwarz-weiß Muster generiert. Das sehr hochaufgelöste Muster wird auf das Hologramm geschrieben (Zeile für Ziele, Punkt für Punkt).
CGH mit MATLAB SoftwareMathworks Software MATLAB ist eine beliebte Softwareumgebung zur mathematischen Programmierung/Verarbeitung/Simulation großer Zahlenmengen. Es gibt einige Hilfestellungen, digitale Hologramme (CGH) mithilfe von MATLAB zu rechnen und darzustellen.
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Holografen, Holografie-Labore, Hologramm-Läden |
Sie sind Holograf und fehlen in der folgenden Übersicht? In Deutschland:
Wiederverkäufer:
Weltweit:
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Prägehologramm Hersteller |
National:
International:
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Datenschutzerklärung / Haftung |
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Aktuelles | |
Das Eulenburg Museum in Rinteln zeigt aktuell in Ihrer Sonderausstellung "Magie des Lichts" (30.11.2019 - 3. Mai 2020, verlängert!) Hologramme aus der Sammlung der DGH eV. |
Laser für Holografie | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ein Hologramm ist ein Interferenzmuster zweier Wellenzüge. Damit ein stehendes Interferenzmuster entsteht, müssen die beiden Wellenzüge (Objekt- und Referenzstrahl)
Man kann die Anforderung kurz als "auf längere Zeit gleichschwingend" zusammenfassen. Und eine Lichtquelle erfüllt diese Bedingungen teilweise sehr gut, der LASER (Light Amplification by Stimulated Emmission of Radation = "Verstärkung des Lichts durch stimulierte Emmission der Strahlung"). Einige, nicht alle, Laser bietet solche Eigenschaften. Da der Laser inzwischen zur Massenware geworden ist, ist die Anzahl an Möglichkeiten annährend unerschöpflich. Angefangen hat alles 1961 mit dem Rubinlaser in den wissenschaftlichen und mit dem He-Ne (Helium-Neon) Laser in privaten Laboren. Die Laser unterscheidet man zum einen in Dauerstrichlaser mit kontinuirlichem Strahl bei konstanter Leistung und in Pulslaser. Letztere senden kurze Strahlungsimpulse aus, in einer Zeit von 10-6 bis 10-9 (µs bzw. ns), seit neustem auch bis 10-12 bzw. 10-15 (ps bzw. fs) Sekunden. Zum anderen in Gas-, Festkörper- und Farbstoff-Laser. Impulslänge eines Pulslasers
Geeignete Laser für die Holografie-Aufnahme im sichtbaren Spektrum
- Die elektr. Leistung liegt häufig höher als die optische, was zu großem Strom- und Kühlbedarf führt.
Laserdioden (Halbleiterlaser)Heute lassen sich zum Aufnehmen erster Hologramme die Laserdiode vom ausrangierten Laserpointer (635 nm Wellenlänge, ein Rot) modifizieren und nutzen. Laserdioden aus Blu-Ray, HD-DVD und DVD-Laufwerken arbeiten mit 405 und 650 nm noch im sichtbaren Spektrum (400 bis 710 nm), hingegen CD-Spieler bei 780 nm gelesen werden. Qualitativ minderwertigere (meist ältere) Laserdioden arbeiten bei 670 nm und sollten nicht versucht werden.Die Leistung der kleinen Laser reicht häufig nach den ersten Erfolgen für die parallel mit der Zeit gestiegenen Anforderungen der Holografen nicht mehr aus. Größere Objekte und hochauflösenderes Aufnahmematerial verlangen kräftig mehr Energie und höhere Kohärenz von der Lichtquelle. Laserdioden müssen zum Erreichen einer gewissen räumlichen Kohärenz im Single-Mode-Betrieb arbeiten (nicht im Multi-Mode-Betrieb). Um eine "08-15 Laserdiode" aus dem Mulit-Mode in den Single-Mode zu bekommen, kann ein zusätzlicher externer Resonator verwendet werden. Alternativ können angepasste Laserdioden, DFB-/DBR-/VBG-Laser (DFB = Distributed-Feedback, VBG = Volumen-Bragg-Gitter) verwendet werden, die einen anderen (Mode rückkoppelnden) Spiegel besitzen. Handelsübliche Laserdioden besitzen eine direkt aufgesetzte Kollimatorlinse, deren Qualität nicht hoch ist. Man sollte sie ggf. abnehmen. Laserdioden arbeiten temperatur- und spannungsabhängig, was eine gleichmäßige Kühlung und ein stabilisertes Netzteil verlangt. Fasergekoppelte gegenüber freistrahlende LaserAuch fasergekoppelte Laser eignen sich für die Holografie, wobei die Strahleilung vor den Fasern für Objekt- und Referenzstrahl passieren sollte. Fasern sollten Monomode-Fasern sein und die Polarisation des Lichts nicht ändern. Objekt und Referenzstrahl sollten ungefähr gleich lange Fasern haben.Laser allgemein
Laser Hersteller
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Ausstattung für Holografielabor |
An die optischen Elemente werden verschärfte Anforderungen gesetzt. Sicherlich reicht zu Anfang die Verwendung von Linsen, Prismen und Spiegel aus alten Ferngläsern und co. Aber schnell werden die Anforderungen höher: die Oberflächen sind nicht gut vergütet und erzeugen Doppelbrechnungen, Doppelreflexionen oder sind einfach nur verkratzt. Die Optiken sind grundsätzlich nach der Lichtquelle (deren Leistung und deren Wellenlänge) zu wählen. Sobald man die Standardhologrammverfahren im Griff hat, fängt man an, sich besondere Hologrammtypen zu erarbeiten. Sie verlangen bei der Aufnahme deutlich kompliziertere, aber auch deutlich größere Optiken - der mechanische, schwingungsfreie Befestigungsaufwand wächst dabei gleich mit.
Laborausstattung Checkliste
Optische Linsen, Spiegel
Optiken und Mechaniken
Elektronik-Bauteile
Bei der Fotochemie zur Entwicklung, Fixierung und Bleichung des Materials (oder für andere Modifikationen an der Fotoemulsion) gibt es viele Empfehlungen anderer Holografen. Man muss hier abwiegen zwischen den letzten Funken herausgekitzelter Qualität des Hologramms und der Umweltbelastung mancher Fotochemikalien. Fotochemiekalien, Fotolabor Ausstattung
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Holografie Aufnahmematerial, Holografiematerial, Recording Material | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
BewertungsmethodenUm die Qualität und die Eignung eines Fotomaterials zu bewerten, klassifiziert man die Materialien primär nach:
Hersteller von silberhalogenid Emulsionen auf Film oder Glas
Hersteller von Photopolymere auf Film
Hersteller von Dichromatgelatine (DCG) auf GlasHersteller weiterer Aufzeichnematerialien für HologrammeJe nach Hersteller werden verschiedene Trägermaterialien verwendet: Glas oder Film aus Polyester, Polymere bzw. Triacetat. Hersteller von Materialien für panchromatische Aufnahmen (Farbhologramme)
Distributoren für Materalien verschiedener (obiger) Hersteller
Emulsion selber herstellen
Digitale HolografieaufzeichnungAlternativ kann das Hologramm direkt diigitalisiert werden, in dem man einen CCD Sensor in die Objekt- und Referenzwelle anstatt dem Aufnahmematerial hält. |
Hologramm Varianten |
Amplituden HologrammDas Interferenzmuster wird in Form von Helligkeitsunterschieden gespeichert. Dadurch wird bei der Wiedergabe des Hologramms eine Menge Licht geschluckt.Phasen HologrammDas Interefenzmuster wird in Form von Materialdickenschwankungen gespeichert. Dadurch wird bei der Wiedergabe des Hologramms nur eine geringe Menge an Licht geschluckt.Inline HologrammBei der Aufnahme stehen Hologramm, Objekt und 2te Lichtwelle (Referenzwelle) in einer Linie. Bei der Wiedergabe schaut man beim Anblick des Objektes auch direkt in die (störende) Referenzwelle (und hat auch das 2te, reelle Bild direkt in der Blickrichtung).Offline HologrammBei der Aufnahme stehen Hologramm, Objekt und 2ter Lichtwelle (Referenzwelle) in nicht einer Linie. Bei der Wiedergabe schaut man beim Anblick des Objektes nicht gleichzeitig in die (störende) Referenzwelle. Auch das reelle Bild steht nicht störend zwischen Hologramm und Betrachter des virtuellen Bildes.TransmissionshologrammBei der Aufnahme treffen die Wellen von Objekt und 2ter Lichtwelle (Referenzwelle) von derselben Seite auf das Hologram. Bei der Wiedergabe muss das Hologramm von hinten beleuchtet werden.Reflektionshologramm, Volumenhologramm, Tiefenhologramm, Denisyuk HologrammBei der Aufnahme treffen die Wellen von Objekt und 2ter Lichtwelle (Referenzwelle) von unterschiedlichen Seite auf das Hologramm. Bei der Wiedergabe muss das Hologramm von vorne beleuchtet werden. Die Information über die Wellenlänge des bei der Aufnahme verwendeten Lichts wird in der Dicke des Materials gespeichert und sorgt für ein Ausfiltern der falschen Wellenlängen bei der Wiedergabe des Hologramms. Daher kann man dieses Hologramme unter Weißlichtbeleuchtung anschauen.Dünnschicht-/ Flächenhologramm versus VolumenhologrammBei Flächenhologramme steckt das Beugungsmuster wie ein Gitter nur in einer ebene im Hologramm. Bei Volumenhologrammen wird in der Dicke des Hologramms mehrfach das Beugungsmuster abgelegt.RegenbogenhologrammBei der Aufnahme wird eine Scheibe mit nur einem dünnen Spalt als Durchlass vor dem Hologramm postiert. Das bewirkt, dass bei der Wiedergabe des Hologramms unter Weißlichtbeleuchtung jede Wellenlänge ein Hologrammbild erzeugt, dabei aber einen anderen Wiedergabewinkel hat und sich nicht störend überlagert. Damit geht aber die räumlich Wirkung in einer Dimension verloren.PulshologrammPulshologramme werden die Hologramme genannt, die mit einem sehr leistungsstarken aber zugleich nur pulsartig strahlende Laseraufgenommen wurden. Das erlaubt sehr kurze Belichtungszeiten und somit die Aufnahme nie stillstehenden Objekten, z.B. von Pflanzen und Lebewesen.HOE - Holographic Optical ElementHOEs sind holografisch aufgenommene, Licht beugende optische Gitter, die die Wirkung optischer Elemente besitzen: Linsen, Prismen, Spiegel, ... Sie sind flach, klein, dünn und lassen sich deutlich besser in Maschinen implementieren.Master HologrammBei der Anfertigung von weiteren Hologrammen von einem Ursprungshologramm nennt man das Originalhologramm "Master Hologramm".Bildebenen HologrammSteht bei der Anfertigung von Hologrammen von einem Hologramm die Kopie im Objekt des Master Hologramms (im reellen Bild), so schwebt bei seiner Wiedergabe das Objekt direkt in der Bildebene des Hologramms, kommt also ein Stück aus dem Hologramm raus.PrägehologrammDas Interferenzmuster wird in einen Kunststoff als Höhen-Tiefen-Muster geprägt. Anschließend wird eine reflektierende Folie dahinter geklebt. Das rückscheinende Licht wird an dem Höhen-Tiefen-Muster gebeugt. Es ist also ein Transmissionshologramm. Damit das weiße Licht sich nicht störend überlagert, ist es als Regenbogenhologramm aufgenommen.StereohologrammVorbereitend wird das Objekt aus vielen Blickrichtungen fotografiert. Anschließend werden die einzelnen (normalen, 2 dimensionalen) Fotoaufnahmen als Objekte auf ein Hologramm gebracht. Bei Betrachtung bekommt jedes Auge ein eigenes Foto zusehen und baut im Kopf des Betrachters wieder ein räumliches Bild zusammen.Computer generiertes Hologramm CGH, Synthetisches Hologramm, Fourier HologrammDas Interferenzmuster entsteht nicht durch Überlagerung von 2 Wellenzügen sondern durch die Simulation zweier Wellenzüge und deren Zusammentreffen am Computer. Heraus kommt ein Schwarz/grau/weiß Muster, dass nun per Mikroschreiber in ein Medium geschrieben werden muss.Fraunhofer HologrammStellt man sich vor, einen Laserstrahl zu teilen und auf zwei verspiegelte winzige Kugel zu lenken, dann entstehen zwei Kugelwellen, die sich im Raum treffen und allerorts interferieren. Nun kann man das Interferenzmuster an verschiedenen Stellen festhalten:
FarbhologrammAnstatt mit nur einer Lichtquelle wird das Hologramm mit drei Lichtquellen aufgenommen, für jede Grundfarbe (Rot, Grün und Blau). Der Aufnahmeaufwand verdreifacht sich. Die Anforderungen an das Aufnahmematerial sind deutlich höher.Beispiel: Hologramm auf der GeldkarteDas Hologramm (Kopf von Beethoven oder ein anderes Motiv) ist:
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Regelmäßige Messen und Veranstaltungen |
International Symposium on Display Holography - ISDHAlle 3 Jahre treffen sich Holografie-Künstler aus der ganzen Welt.ISDH.org
Messen und Seminare |
Große Holografen der ersten Stunde |
Am 15. Mai 1948 erscheint in der "Nature" von einem ungarischen Physiker ein Artikel zur Auflösungsverbesserung des Elektronenmikroskops "A New Microscopic Principle" (Nature 161, 777-778). Dennis Gábor, er kam mit seinem Bruder aus Ungarn, hatte in Berlin an der Technischen Hochschule studiert, bei Siemens & Halske in Berlin gearbeitet und verließ 1933 über die Zwischenstation Rudolfstadt Deutschland. Er war anschließend in London bei Thomson-Houston Co. Ltd und am Imperial College tätig und beschäftigte sich weiterhin mit der Elektronenphysik. Während des Studiums forschte er an der Beschleunigung der Braunschen Röhre und ummantelte dafür die Magnetspulen mit einem Eisenkern. Später führte an der selben Hochschule Ernst Ruska die Arbeiten weiter und kam der Elektronenmikroskopie auf die Spur. Gábor war von dieser Technik angetan und beschäftigte sich mit der Verbesserung der Elektronenmikroskopie-Auflösung. Ein Ansatz war das Speichern der Amplitude und der Phase des entstandenen Bildes durch eine koheränte Hintergrundstrahlung UND der Wiedergabe durch erneute Betrachtung im kohärenten Licht. Gábor begründete mit seinem Ansatz die Theorie der Holografie, die bis zur Erfindung der labortauglichen kohärenten und monochromatischen Lichtquelle "Laser" ruhte. Emmet N. Leith und J. Upatnieks beschäftigten sich mit kohörenter Mikrowellentechnik und starteten kurz nach T.H. Maimans Entdeckung des Lasers im Jahr 1960 die ersten Holografie - Versuche am MIT. 1971 erhält Denis Gabor von der bis dahin ungemein gewachsenen holographischen Fangemeinde den Nobelpreis für Physik. Hier (.pdf) eine Aufzeichnung seiner Rede anlässlich der Verleihung. Nacheinander entwickelten sich die Anwendungsmöglichkeiten für diese einmalige neue Möglichkeit, Wellenfronten im Raum ohne Verlust von Phase und Amplitude zu speichern. 1989 wird die DGH, Deutsche Gesellschaft für Holograife mit dem Ansatz, Holografen und nahestehende Institutionen zu unterstützen und zu vertreten, gegründet. Dennis Gábor (5.6.1900 - 2.9.1979, 79)Der Erfinder der Holografie, Nobelpreis 1971Emmett N. Leith (12.3.1927 - 23.12.2005, 78)Das erste Hologramm mit einem (Rubin) Laser, 3D und Offline (1964).Juris Upatnieks (*7.5.1936)Gemeinsam mit Emmett N. LeithJuri Nikolajewitsch Denisyuk (27.7.1927 - 14.5.2006, 80)Das erste unter Weißlicht anschaubare Hologramm.Stephen Benton (1.12.1943 - 9.11.2003, 61)Der Erfinder des Weißlicht-Regenbogenhologramms. Gründer des Media Lab am MIT.Nicholas (Nick) Phillips (1933 - 2009)Rudie Berkhout (1946 - 2008)Holograf wunderbarer Hologramme. |
Bücher über Holografie |
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Zeitschriften zum Thema Holografie
Wissenschaftliche Arbeiten zum Thema HolografieUnunterbrochen ist die Holografie seit den 90er Jahren Thema in vielen Diplomarbeiten und Dissertationen. Ein Blick in die Bibliotheken der Universitäten lohnt sich. Hier eine ganz kleine Auswahl ...
HMP - Holography MarketplaceJahrbuch, Adressbuch, Herstellerverzeichnis, Künstlerverzeichnis für die Holografie. Herausgegeben von Alan Rhody und Franz Ross, Ross Books
SPIE ProceedingsDie international agierende Organisation SPIE hat in ihrem umfangreichen Sortiment an Kongress-begleitenden Publikationen einige zu dem Thema Holografie herausgegeben:
Holography, Diffractive Optics, and Applications (alle 2 Jahre in Peking)
Holography: Advances and Modern Trends (alle 2 Jahre in Prag)
Practical Holography / Holographic Materials (jährlich in San Francisco)
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