6 hal yang mungkin tidak Anda ketahui tentang holografi

Jika gambar 2D memiliki arti ribuan kata, maka gambar 3D bernilai jutaan. Dengan holografi, memungkinkan untuk merekonstruksi gambar 3D menggunakan hologram, dan prosesnya tidak seperti yang ditemukan dalam teknologi tampilan tradisional. Meskipun ditemukan lebih dari 70 tahun yang lalu, holografi tetap menjadi kandidat terbaik untuk mencapai tampilan 3D yang sebenarnya. Di sini kami menyajikan enam hal yang mungkin tidak Anda ketahui tentang dunia holografi yang aneh dan indah.

1. Tupac bukanlah hologram

Saat Anda melihat Tupac, Michael Jackson, atau siapa pun yang diproyeksikan seperti yang Anda lihat di konser atau serupa, mereka bukanlah hologram. Ini tipuan, dan hologram fundamental tidak ada hubungannya sama sekali. Trik yang digunakan ditemukan pada tahun 1800-an oleh John Pepper untuk membuat kagum penonton yang tidak curiga bahwa hantu telah muncul di samping para aktor di atas panggung (gambar di atas). Pada kenyataannya, ilusi cerdas digunakan, di mana sepotong kaca ditempatkan di antara penonton. Panggung digunakan untuk memantulkan cahaya dari seorang aktor di bawah panggung ke arah penonton, namun tetap memungkinkan mereka untuk melihat ke panggung di depan. Karena kacanya transparan secara efektif, kami pikir ada hantu yang melayang di atas panggung. Karena itu, sebagian besar 'hologram' yang terlihat di TV adalah beberapa varian dari trik hantu Pepper ini.



2. Hanya hologram adalah hologram: ia sangat berbeda dari yang lainnya

Anggaplah Anda baru saja mengambil foto sebuah adegan. Anda telah mengambil kamera Anda, menunjuk, mengklik, dan menangkap beberapa informasi. Dari sudut pandang optik, Anda telah menyimpan beberapa amplitudo waktu rata-rata dari bidang cahaya yang berasal dari pemandangan itu menggunakan beberapa bentuk sensor (dalam saluran RGB terpisah). Akibatnya, sejumlah besar informasi di dalam bidang cahaya itu baru saja dibuang. Mengumpulkan informasi ini secara efektif menangkap sebagian kecil dari apa yang ada di sana. Hologram (ditemukan pada tahun 1947 oleh Dennis Gabor, holografi (dari bahasa Yunani yang berarti 'gambar utuh') dalam arti paling dasar, adalah pencatatan kemudian rekonstruksi semua informasi bidang cahaya sedemikian rupa sehingga jika dilihat, pengamat tidak dapat membedakan dari adegan aslinya karena hologram 'memberikan' semua informasi asli kepada pengamat.

Untuk perjalanan yang sangat menakjubkan ke dunia yang menakjubkan ini, kami merekomendasikan video berikut:

Sekarang Anda tentu bertanya: bagaimana kita bisa melakukan ini? Nah, jika Anda mengambil objek yang ingin Anda tampilkan, menerangi dengan laser, dan mengganggu cahaya yang tersebar ini dengan laser lain (lihat Gambar), rekaman dari pola ini dibuat adalah hologram (2). Ini menangkap informasi amplitudo, fase, dan panjang gelombang dari objek. Sekarang jika kita melihat pola ini di bawah mikroskop, kita hanya akan melihat pinggiran interferensi ini, yang tidak menarik. Namun, jika kita menerangi dengan sumber yang sama, cahaya tersebar dari semua pinggiran secara bersamaan dan mengganggu dirinya sendiri untuk merekonstruksi bidang cahaya objek aslinya.

holografi

Keindahan dari teknik ini adalah masih merupakan satu-satunya cara untuk benar-benar merekonstruksi informasi 3D dan mencapai tampilan 3D yang nyata. Namun, teknik ini awalnya dilakukan hampir 70 tahun yang lalu untuk membentuk hologram statis. Tetapi mengapa kita tidak dapat mengubah hologram secara dinamis dan secara efektif membuat tampilan holografik? Ini dibahas di bagian selanjutnya.

3. Tampilan Holografik 3D di rumah Anda masih dalam beberapa dekadeholografi

Masalah dalam membuat tampilan holografik 3D adalah jumlah informasi yang terkandung dalam hologram umumnya sangat banyak; cahaya mengandung banyak informasi! Sebagai contoh, diperkirakan bahwa urutan satu juta triliun piksel diperlukan untuk mencapai tampilan holografik 3D murni (1,3), dan dengan kecepatan refresh tipikal, katakanlah, 30 fps, ini sangat mengejutkan. jumlah data. Tidak hanya itu, kita juga membutuhkan teknologi yang dapat merekam (secara real-time) semua informasi kompleks dari bidang cahaya, teknologi komunikasi yang mampu mentransmisikan data dalam jumlah besar ini, dan kemudian komputer untuk memproses data ini. Mengingat kita baru saja akan memasuki era TV 4K (yang layarnya terbuat dari sekitar 10 juta piksel), kita agak jauh.

4. Hologram dapat dibuat, dan ditampilkan, dengan komputer

Seperti yang telah dibahas, kami berurusan dengan banyak informasi. Metode terkini untuk menampilkan hologram dinamis disebut modulator cahaya spasial (SLM). Mereka pada dasarnya kecil, perangkat layar seperti televisi di mana hologram ditampilkan pada mereka, sinar laser bersinar atau dipantulkan, dan pola terbentuk di sisi lain.

Sekarang, bagaimana kita menghitung hologram? Idealnya, kami dapat merekam semua informasi bidang cahaya dari suatu pemandangan, namun kami tidak memiliki teknologi komersial untuk melakukan ini. Kita bisa melakukan simulasi gelombang elektromagnetik penuh dari adegan simulasi untuk menemukan seperti apa medan cahaya yang tersebar dari suatu objek di semua titik di ruang angkasa, dan kemudian merekam informasi ini untuk membentuk hologram. Namun secara komputasi ini adalah mimpi buruk dengan teknologi saat ini. Cara yang tampaknya lebih baik (hingga simulasi gelombang penuh dapat dilakukan dengan cepat) adalah kita bisa pandai tentang berbagai hal dan melihat lebih dalam matematika fundamental di balik fenomena tersebut.

holografi

Intinya, kami membuat perkiraan. Ternyata, ketika cahaya berdifraksi, jika Anda berada cukup jauh dari titik difraksi, pola yang Anda lihat terkait dengan transformasi Fourier dari representasi matematis objek difraksi. Artinya, karena komputer kami saat ini dapat melakukan FFT dengan cepat, kami dapat dengan cepat membuat hologram yang dihasilkan komputer dengan cepat. Oleh karena itu, dengan menampilkan ini pada SLM, kita dapat mendifraksi cahaya untuk membentuk gambar sewenang-wenang. Daerah ini disebut holografi yang dihasilkan komputer. SEBUAHDan sekarang komputer menjadi lebih cepat dan lebih efisien, menjadi bidang penelitian yang panas.

5. Upaya terbaik untuk membuat TV holografik dilakukan satu dekade lalu dan menghabiskan banyak uang

Qinetiq mengembangkan prototipe tampilan holografik berdasarkan teknologi modulasi cahaya spasial 12 tahun lalu. Ini menggunakan sistem ubin aktif dengan dua modulator cahaya spasial yang berbeda untuk menyediakan semua petunjuk kedalaman yang diperlukan untuk menghasilkan gambar 3D. Itu mahal untuk diproduksi dan dihentikan segera setelah pengembangan, namun masih merupakan tampilan holografik terdekat yang sebenarnya untuk didemonstrasikan.

holografi

6. Holografi bukan hanya untuk TV Anda

Meskipun kita telah membahas fakta bahwa tampilan holografik 3D masih agak jauh, holografi sebagai disiplin ilmu sangat berharga dan memiliki aplikasi di banyak bidang. Berikut adalah beberapa contoh:

  • Pencitraan elektron: Dengan mengamati pergeseran fasa interferensi elektron (karena medan listrik dan material) saat melewati bahan film tipis, maka komposisi bahan dapat ditentukan.
  • Penyimpanan data: Disk optik konvensional menyimpan informasi di permukaan. Namun, dengan holografi dimungkinkan untuk merekam informasi di seluruh volume material dan pada sudut yang berbeda - oleh karena itu dimungkinkan untuk menyimpan lebih banyak informasi daripada teknik penyimpanan data optik konvensional.
  • Pinset Optik Holografik:Penjepit optik menggunakan kekuatan cahaya untuk bergerak di sekitar partikel kecil (terutama untuk aplikasi biologis) dan membuat perangkap optik. Dengan menggunakan hologram yang dihasilkan komputer, peneliti dapat memanipulasi array besar partikel dalam jarak kecil.
  • Keamanan: hologram telah digunakan pada uang kertas dan kartu kredit selama beberapa dekade. Mereka biasanya digunakan karena teknologi yang dibutuhkan untuk menghasilkan struktur seperti itu cukup maju.

Referensi

(1) J. Geng, Adv. Memilih. Photonics 5, 456 (2013).

(2) B. C. Kress dan P. Meyrueis, Optik Digital Terapan (Wiley, 2000).

(3) M. Lucente, dalam SMPTE 2nd Annu. Int. Conf. Stereosc. Hiburan Media 3D. - Soc. Gambar Gerak. Telev. Eng. (2011).

Copyright © Seluruh Hak Cipta | 2007es.com