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全息图:在现实生活中比科幻小说更有用

时间:2024-02-27 11:56:27 技术突破

  自匈牙利物理学家兼发明家丹尼斯·加博(Dennis Gabor)(1900年6月5日至1979年2月9日)以来,全息图庆祝了70周年。相反,他设计了一种创建图像的新技术。也许我们从来没有像R2D2在《星球大战》中投射出Leia公主的全息图那样着迷,但这是全息图的不太幻想,使我们的日常生活更加容易。

  诺贝尔获奖发明是由于失败而产生的

  1947年4月初,丹尼斯·加博(Dennis Gabor)已经花了一些时间思考如何提高电子显微镜的分辨率和定义,当时他想出了一个新的录制图像的过程,他称之为全息图,源自希腊语单词?“ Holos”,意思是完成。加伯(Gabor)之所以命名他的新发明,是因为它超越了传统摄影,这仅记录了一个物体的观点之一。全息图还记录了其三维信息。

  Gabor设计的复杂方法有两个步骤:第一个步骤是以某种方式将物体的图像固定在摄影板上,第二个是在开发该板后照亮该板。加博尔(Gabor)的最初目的并没有成功,这是为了改善电子显微镜的形象,但由于那个小失败,他的成功诞生了,这是一种代表现实的新方法。

  1948年,他制作了第一个全息图,并用汞灯发出光。该物体是一个小的圆形滑梯,直径几乎一毫米,其中包含物理学家Huygens,Young和Fresnel的名称。这种尝试非常基本,但它奠定了全息基础。1971年,丹尼斯·加博(Dennis Gabor)因全息法发明和开发而获得了诺贝尔物理学奖。

  激光的到来

  最初在1960年代新发明的第一批激光器的制造允许Gabor全息方法的完美,这相当粗糙,因为产生的光并不是很强大。代表一个定义明确的三维物体的第一批全息图来自美国物理学家Emmett Leith和Juris Upatnieks以及苏联物理学家Yuri Denisyuk的手。

第一激光允许Gabor全息法的完美。学分:弗兰克·莫里索(Franck Morisseau)

  这些物理学家使用的系统首先用激光的光束(他们想要记录的图像)进行照明。然后,他们放置了一个摄影板,该板通过物体后接收激光灯。开发板后获得的图像被称为条纹图案,正是在正确照明时会产生全息图。

  最实际用途

  全息图是进行高精度测量的非常有效的工具。当对象被照亮时,传递后出现的光束的图案,可以在照相板上捡起的光束,就像指纹一样。要查看对象是否有任何变化,可以在不同时间捕获该模式(称为波前)并进行比较。如果更改与所使用的光的波长一样小,则可以很好地确定任何对象上发生任何变形,即使发生任何变形。

白光传输全息图,用于签证信用卡。学分:多米尼克·阿尔维斯(Dominic Alves)

  全息图很难伪造,因为如果它不是同一对象的一部分,并且如果用于使全息图的整个过程也不相同,那么几乎不可能从某物中获得相同的波前。因此,其在安全性方面的应用,例如出现在钞票和证书上的小全息图。在五欧元钞票的前面,在右侧的银带中,有欧洲全息图(来自希腊神话中的角色),符号,窗户和钞票的价值。这个乐队对于伪造者来说很复杂。

  艺术图像

  一些博物馆使用精致和有价值的物体的全息图代替原件。这是一位2300年历史的木乃伊的Lindow Man,在伦敦大英博物馆的一家房间中保存得很好,而其全息图既是向公众展示给公众,也向研究人员介绍了它。

麻省理工学院博物馆的全息图。图片来源:安德鲁·古克林(Andrew Kuchling)

  全息图还以一些著名的序列出现在电影院中。在“回到未来II”中,Marty McFly正在观看电影“ Jaws 19”的广告海报,突然鲨鱼还活着并攻击了他时,就会看到一个例子。3D激光全息图无疑是最壮观的。

  未来的全息图

  在与全息相关的当前项目中,也许最期待的是使用3D技术的电视开发而无需眼镜。如今,手机视频会议使“星球大战”全息系统远远超过了消息传递。但是,全息技术可以使3D电视起飞,绕过眼镜的使用。

  即将到来的全息图的其他应用包括创建个人全息图或可以感受到的空中全息图。由于东京大学开发的设备,航空触觉全息图的技术作用。这些全息图,除了允许在空中漂浮的三个维度上观察到一个物体,还产生了能够触摸它的幻觉。

  我们会将现实世界变成全息世界吗?我们可以将全息图发送到工作吗?无论如何,全息图似乎一定会阐明我们的未来。

  BibianaGarcía

  @dabelbi