Amatérská holografie

Amatérská holografie  - technologie, které využívají neprofesionální vybavení nebo nejsou kritické pro požadavek vysoké koherence zdroje a další podmínky pro vytvoření hologramu; vytváření hologramů lidmi bez speciálního technického vzdělání.

Historie

Poválečná kultura podporovala nové technologické záliby. Společnosti dodávající součástky se zabývaly prodejem elektronických, mechanických a optických součástek, které zůstaly po válce v přebytku. Potřebám fandů se přizpůsobili i vydavatelé periodik. Amatérská holografie vznikla a rozvíjela se na základě technického amatérismu, který vznikl v předchozích desetiletích [1] .

V 60. letech minulého století vyžadovali amatérští holografové neobvyklé technické dovednosti. The Amateur Scientist Scientific American Clair L. Stongové poukázal na to, že montáž a provoz plynového laseru vyžaduje zkušenosti v elektronice a kovoobrábění; plynový laser byl jedinou možností, kterou měl průměrný nadšenec k dispozici. K instalaci a nastavení čoček a zrcadel pro holografii byly vyžadovány určité znalosti optiky. K vyřešení vážných problémů s vibracemi bylo zapotřebí také dovednosti. Chemický projev hologramů byl podobný zpracování běžného fotografického filmu, ale byly zde i paradoxní aspekty, které přesahovaly obzory amatérských fotografů. Například vynikající hologram bylo možné získat i s téměř neexponovanou nebo téměř černou fotografickou deskou. Bylo těžké pochopit, co je potřeba k vytvoření kvalitního hologramu. Sebemenší pohyb vedl ke zničení desky. Podstatný vliv na výsledek měl typ použité fólie a desky; většinu dostupných filmů a optických sestav nebylo možné vůbec použít. Záleželo také na koherenci laserového paprsku, mechanickém namáhání a teplotních změnách [2] .

Požadovaný soubor dovedností bylo možné získat sdílením zkušeností s jinými amatéry, ale v 60. letech k tomu bylo jen málo příležitostí; jednou z těchto příležitostí byla sekce The Amateur Scientist , která dostávala materiály od amatérů fotografie, elektroniky a astronomie. V 70. letech 20. století již nové umění vytváření hologramů mohli vyučovat instruktoři, kteří začínali v jiných zálibách [2] .

V roce 1971 založili Lloyd Cross a Jerry Pethick School of Holography v San Franciscu , aby naučili fandy, jak vytvářet hologramy pomocí levného vybavení [3] [4] [5] . Pro tlumení vibrací byl použit velký stůl se silnou vrstvou písku [3] [6] [4] [7] .

Mnozí z amatérů, kteří studovali na škole, později začali provádět experimenty v oblasti vytváření hologramů. V roce 1983 vydal Fred Unterseyer příručku Holography Handbook , která jednoduchým jazykem vysvětlovala, jak vytvořit hologramy doma [8] . To vedlo k nové vlně nadšenců používajících jednoduché metody a snadno dostupné mikrokrystaly halogenidu stříbrného citlivé na světlo rovnoměrně rozložené v želatině .

V roce 2000 vydal Frank de Freitas knihu Shoebox Holography , která popisovala vytváření hologramů krok za krokem pomocí levných laserových ukazovátek . Když se na trhu objevily polovodičové laserové diody , cena pětimiliwattového laseru klesla z 1200 USD na 5 USD, což umožnilo masově rozšířit zálibu v amatérské holografii [3] .

V témže roce se objevily holografické sady s laserovými ukazovátky, které umožnily studentům, učitelům i amatérům vytvářet mnoho typů hologramů bez použití specializovaného vybavení. Do roku 2005 se tyto sady staly oblíbenými dárky [9] . V roce 2003 se objevily stavebnice dodávané s materiálem pro nezávislou výrobu holografických fotografických desek , zbavily amatéry nutnosti pořizovat si nespecializované chemické soupravy používané ve fotografii [10] .

V roce 2006 se objevily zelené lasery Coherent C315 [11] a zároveň se pro milovníky holografie stala dostupná tlustovrstvá bichromovaná želatina obsahující glycerin pro záznam objemových hologramů [12] s nečekaně vysokou citlivostí na zelené světlo [13] .

Někteří holografičtí nadšenci konstruují podomácku vyrobené pulzní lasery k vytvoření hologramů pohybujících se objektů [14] .

Technologie

Denisyukovo schéma s použitím laserové diody jako zdroje koherentního světla se ukazuje jako extrémně jednoduché, což umožňuje zaznamenávat takové hologramy bez použití speciálního zařízení.

Pro záznam hologramu stačí vytvořit rám, na který bude pevně namontován laser, fotografická deska a záznamový objekt. Jediným vážným požadavkem kladeným na konstrukci jsou minimální vibrace [15] . Instalace spočívá na podpěrách tlumících vibrace. Několik minut před a během osvitu se nemůžete instalace dotknout (obvykle se expozice měří otevíráním a zavíráním laserového paprsku clonou, která není mechanicky spojena s instalací) [16] .

V amatérské holografii se používají dostupné polovodičové lasery:

  1. laserová ukazovátka
  2. laserové moduly
  3. jednotlivé laserové diody

Laserová ukazovátka jsou nejsnadněji použitelný a cenově dostupný zdroj koherentního světla [17] . Po sejmutí čočky, která paprsek zaostřuje, začne ukazatel svítit divergentním paprskem světla, což vám umožní osvětlit fotografickou desku a scénu za ní. Je nutné pouze opravit tlačítko v zapnutém stavu. Mezi nevýhody ukazatelů patří jejich nepředvídatelná kvalita.

Pokročilejším zdrojem je laserový modul s čočkou pro dálkové ostření. Na rozdíl od ukazatele je modul napájen z externího zdroje, kterým může být stabilizovaný zdroj. Takový napájecí zdroj, stejně jako samotný laserový modul, se obvykle prodává v obchodech s rádiovými díly za relativně málo peněz. Laserové moduly jsou zpravidla vyrobeny kvalitněji než ukazovátka, ale jejich koherence je také nepředvídatelná.

Laserové diody jsou nejobtížněji ovladatelné zdroje světla. Na rozdíl od modulů a ukazatelů nemají vestavěné napájení, ale využívají nestandardní napájecí napětí. Navíc je pro ně důležitější stabilizace proudu. Tepelný výkon diod používaných pro amatérskou holografii nepřesahuje stovky miliwattů, takže jí stačí zářič o minimální velikosti. Koherence závisí na teplotní stabilitě. Diody jsou často vyráběny výrobcem zpočátku, s ohledem na požadavky vysoké koherence. Jedná se o lasery s jedním podélným režimem (Single podélný režim) nebo jednofrekvenční lasery. Jejich koherenční délka značně přesahuje metr, což mnohonásobně převyšuje potřeby amatérské holografie.

Červené polovodičové lasery s vlnovou délkou 650 nm jsou nejrozšířenější v široké škále aplikací. Stejné lasery se nejvíce používají v amatérské holografii. Vyznačují se nízkou cenou, dostatečně vysokým výkonem a citlivost oka (stejně jako fotografické desky PFG-03M používané k záznamu Denisyukových hologramů) na tuto vlnovou délku je poměrně vysoká. Méně používané v holografii jsou lasery s vlnovými délkami 655-665 nm. Citlivost fotografické desky (a oka) na tento rozsah je znatelně (asi 2x) menší než do 650 nm, ale takové lasery mají při stejné ceně mnohonásobně větší výkon. Ještě méně rozšířené jsou 635 nm lasery. Jejich spektrum je extrémně blízké spektru červeného He-Ne laseru (633 nm), pro který jsou fotografické desky určeny, což zajišťuje maximální citlivost. Tyto lasery jsou však drahé, mají nízkou účinnost a jen zřídka mají vysoký výkon.

Poznámky

  1. Johnston, 2015 , 7.2. Rostoucí amatérští vědci , pp. 107-109.
  2. 12 Johnston , 2015 , 7.3. Hologramy pro amatéry , str. 114-115.
  3. 1 2 3 Leopold Thun. Časová osa holografie 1947-2012 . Archivováno z originálu 12. března 2014.
  4. 1 2 Historie a vývoj holografie . Holophile, Inc. Získáno 2016-01-08. Archivováno z originálu 12. července 2011.
  5. Johnston, 2015 , 8.1. Protikulturní výrazy: „…praxe, hodnoty a produkty školy v San Franciscu zasadily subkulturu… její členové napsali první knihy věnované amatérské holografii a během několika příštích let škola vyškolila generaci podnikatelů a umělců v metodách výroby hologramů…“.
  6. John Fairstein. Holografická škola v San Franciscu (1997). Archivováno z originálu 2. července 2003.
  7. Johnston, 2015 , 8.1. Protikulturní vyjádření: "S tímto 'pískovým stolem' a dalšími chytrými levnými inovacemi on a Cross přeměnili holografii z drahé technologie na dostupnější činnost pro kutily."
  8. Unterseher, Fred; Schlesinger, Bob; Hansen, Jeanne. Příručka holografie: Snadná výroba hologramů . - Ross Books, 1982. - 407 s. — ISBN 978-0894960178 .
  9. Stephen Cass: Holiday Gifts 2005 Dárky a pomůcky pro technofily všech věkových kategorií: Udělej si sám-3-D Archivováno 4. března 2016 na Wayback Machine . V IEEE Spectrum , listopad 2005
  10. Chiaverina, Chris: Litiholo holografie – tak snadné, že by to zvládl i jeskynní člověk (recenze přístroje) Archivováno 8. února 2012 na Wayback Machine . In The Physics Teacher , roč. 48, listopad 2010, str. 551-552.
  11. Goldwasser, Samuel M. Coherent C315M Laser Head Wiring  (anglicky) (pdf) (8. března 2005). Datum přístupu: 7. ledna 2016. Archivováno z originálu 17. června 2014.
  12. Denisyuk Yu. N. , Ganzherli N. M., Maurer I. A., Pisarevskaya S. A. Silnovrstvá bichromovaná želatina obsahující glycerin pro záznam volumetrických hologramů. - In: Letters to ZhTP // Journal of Technical Physics  : pdf. - 1997. - V. 23, č. 7 (12. dubna). - S. 62-66.
  13. Často kladené otázky o holografii . HoloWiki (15. února 2011). Získáno 21. dubna 2012. Archivováno z originálu 6. listopadu 2010.
  14. Filmové formulace Jeffa Blytha . cabd0.tripod.com. Získáno 21. dubna 2012. Archivováno z originálu 17. července 2011.
  15. Vorobyov S.P. Holografie „v kuchyni“ . Datum přístupu: 5. ledna 2016. Archivováno z originálu 7. dubna 2016.
  16. Instalace Vorobyov S.P. pro amatérskou holografii . Datum přístupu: 5. ledna 2016. Archivováno z originálu 4. března 2016.
  17. Vorobyov S. P., Zharky S. M. Záznam hologramů pomocí laserového ukazovátka // Bulletin of the Laser Association "Laser-Inform", č. 3-4 (306-307), 2005. . Datum přístupu: 1. ledna 2016. Archivováno z originálu 7. dubna 2016.

Literatura

Odkazy