Holografie in het kort

door E.G.J. Engelaar

Wat is holografie?

Iedereen heeft wel eens een hologram gezien. Tegenwoordig is er namelijk op nagenoeg elke bankpas of creditcard een zogenoemd beveiligingshologram aangebracht.

Een hologram is een complete driedimensionale afbeelding van een object in een plat vlak. Door deze afbeelding vanuit verschillende punten te bekijken is een ruimtelijk beeld van het object te zien. Dit in tegenstelling tot tweedimensionale beelden zoals foto's waarbij het niet uitmaakt onder welke hoek de foto wordt bekeken, de afbeelding blijft hetzelfde.

Bij een hologram lijkt het alsof de afbeelding een ruimtelijk voorwerp is dat tastbaar is. Dit is echter niet zo, want de ruimtelijkheid is alleen maar geconstrueerd uit licht en niet uit materie.

Bij de bekende fotografische opnametechnieken wordt een vlak twee dimensionaal beeld van een drie dimensionaal voorwerp of object op een fotogevoelige plaat of film vastgelegd.

Bij de holografie is er echter sprake van een extra dimensie in de informatie over het vast te leggen object.

Niet alleen de intensiteit van het licht vanuit het object, maar ook de informatie over de verschillen in de weglengte van het licht worden vastgelegd op de fotogevoelige plaat. We spreken in dit geval van de amplitude (intensiteit) en de fase (weglengte) van het licht, dat uitgestraald wordt door het voorwerp of het object.

Een hologram ziet er anders uit vanaf elke richting waar je kijkt. Hierdoor krijgt je linker en rechteroog een verschillend beeld binnen en denk je dat het 3D is. Een hologram ziet er net zo uit als dat je door een raam naar buiten kijken. Binnen de randen van het kozijn kun je een voorwerp in verschillende posities zien door je hoofd naar links, rechts, boven of beneden te bewegen. Dit is net zo bij een hologram.

Maar het is ook mogelijk om hologrammen te maken waar je helemaal om heen kunt kijken.

Hoe wordt een hologram gemaakt?

In afb. 1 is de schematische opstelling voor het realiseren van een holografische opname van een transmissie hologram weergegeven. De laser zendt een coherente lichtbundel uit. Deze bundel wordt door een deelspiegel gedeeltelijk doorgelaten en gedeeltelijk gereflecteerd. De gereflecteerde bundel, de referentiebundel genoemd, wordt via een spiegel door een lens uitgespreid over de oppervlakte van het fotogevoelige materiaal. De doorgaande bundel wordt door een andere lens uitgespreid in de richting van het op te nemen voorwerp. Want het is belangrijk dat het gehele voorwerp getroffen wordt door deze convergente bundel. Elk punt van het voorwerp dat door deze bundel wordt getroffen, weerkaatst het licht in alle richtingen, dus ook in de richting van het fotogevoelige materiaal. Hier komt de belichtingsbundel samen met de referentiebundel en doordat ze beide een andere weg hebben afgelegd zijn ze uit fase. De belichtingsbundel is ook nog van amplitude veranderd en door deze twee effecten treed er bij het fotogevoelige materiaal interferentie op tussen beide bundels. Dit specifieke patroon wordt op dat momnet vastgelegd op de plaat. Het hologram is nu klaar en kan worden 'ontwikkeld' net als bij een gewone foto. Het grote verschil tussen een hologram en een foto is dat een hologram er anders uitziet vanaf elke richting waar je kijkt. Hierdoor krijgt je linker en rechteroog een verschillend beeld binnen en denk je dat het 3D is. Een hologram ziet er net zo uit als dat je door een raam naar buiten kijken. Binnen de randen van het kozijn kun je het voorwerp in verschillende posities zien.

Ook is het mogelijk om het voorwerp te verdraaien tijdens een opname. Als er dan ook voor gezorgd wordt dat de fotogevoelige plaat meedraait is het mogelijk om een complete hologram te maken waar je 360 graden rond om heen kunt kijken.

Hoe wordt de hologram zichtbaar gemaakt?

In afb. 2 is de schematische opstelling gegeven voor het weergeven van een hologram. Bij de reconstructie van het holografische beeld vervolgt de oorspronkelijke lichtbundel uit de laser, de zogenoemde referentiebundel, haar weg naar het hologram. Onder de benaming reconstructiebundel valt deze bundel op het hologram onder dezelfde hoek, als bij de opname. De objectbundel, die door het voorwerp verstrooid werd, ontbreekt. Het blijkt echter als je in de richting kijkt waar eerst de objectbundel vandaan kwam, er een beeld van het voorwerp te zien is. Bij de reconstructie moet voor een optimale beeldopbouw een monochromatische puntvormige lichtbron gebruikt worden. Door toepassing van bijzondere technieken bij de opname van het hologram en het gebruik van speciaal vervaardigd lichtgevoelig materiaal ontstaan thans hologrammen, die geen kostbare lichtbronnen vereisen, bijvoorbeeld met de gebundelde straal vanuit een halogeenlampje zijn goede waarnemingen mogelijk. Het lampje bevindt zich in de meeste gevallen schuin boven het aan te stralen hologram.