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Holographie ist
eine Methode, Objekte dreidimensional abzubilden. Die Informationen
über das Objekt werden dauerhaft auf speziellem Filmmaterial
gespeichert. Zur Aufnahme eines Hologramms ist allerdings eine
kohärente und ausreichend starke Lichtquelle erforderlich, wie
es nur bei einem Laser der Fall ist.
Der erste Laser, ein Rubin-Kristall-Laser, wurde 1960 von Theodore
H. Maiman gebaut. Zwei Jahre später entwickelten die Wissenschaftler
Ali Javan, William Bennet und Donald R. Herriott den Helium-Neon-Laser,
der für die Holographie sofort zum wichtigsten Instrument wurde.
Trotzdem wurde das physikalische Prinzip der Holographie bereits
1948 von Physiker Dennis Gabor entwickelt, der für diese Erfindung
1971 den Nobelpreis für Physik erhielt.
Gabors ursprünglicher Aufbau zur Aufnahme von Hologrammen ist
die "In-Line-Methode". Sie wurde nach der Erfindung des Lasers
von Leith und Upatnieks verbessert, indem sie mit zwei Strahlen
arbeiteten, die erst unmittelbar vor der Photoplatte zusammen
interferieren. Man nennt diese Methode "Zweistrahl-Verfahren".
In der Öffentlichkeit wurde die Holographie aber auch vor allem
durch die "Kunst" bekannt. In zahlreichen Ausstellungen und
zu Werbezwecken werden dem Betrachter faszinierende Objekte
und Lichtphänomene in der dritten Dimension präsentiert.
Das Grundprinzip ist jedoch überall das gleiche. Bei der Belichtung
des Objekts während der Aufnahme wird das Laserlicht je nach
Form des Gegenstandes reflektiert. Da bei der Überlagerung zweier
Wellen Verstärkungen und Auslöschungen des Lichts auftreten,
bilden die Objektwellen, die vom Gegenstand reflektiert werden
zusammen mit der Referenzwelle des zweiten Strahls auf dem Film
ein individuelles Muster aus sich überlagernden Kreisen. Das
Bild des Objekts wird also nicht wie bei einer Fotographie direkt
auf den Film abgebildet. Vielmehr werden die vom Objekt erzeugten
Wellenfronten, also die Lagen der vom Objekt gestreuten Lichtwellen
aufgezeichnet. Daher enthält das Hologramm wesentlich mehr Informationen
als ein normales Foto, bei dem nur die Amplitudenverteilung,
also die Intensität des Lichts, nicht aber die Phasenverteilung
gespeichert wird.
Zur Betrachtung des Hologramms benötigt man einen Laser mit
derselben Wellenlänge wie der bei der Aufnahme verwendete, außer
natürlich für Weißlicht-Reflexionshologrammen, die man, wie
der Name schon sagt, bei normal weißem Licht betrachten kann.
Durch das Muster der Wellenfronten auf dem Hologramm wird nun
mit Hilfe des (Laser-)Lichts die ursprüngliche Objektwelle wiederhergestellt.
Daher auch der Name: (griechisch holos: ganz, vollständig; graphein:
schreiben). Erst durch Holographie wird es möglich, die komplette
Information eines Objektes abzuspeichern.
Eine der wichtigsten Anwendungen der Holographie ist die Interferometrie.
Dabei werden auf dem selben Film zwei Hologramme desselben Objekts
aufgenommen. Treten zwischen den Aufnahmen Verformungen im Bereich
der Lichtwellenlänge auf, sind diese bei späterer  Betrachtung
klar zu erkennen. Man kann daher winzigste Verformungen, zum
Beispiel bei Präzisionsteilen genau erkennen. Eine weitere Anwendung
in der Technik ist Holographie als Datenspeicherung. Dabei werden
einzelne Seiten mit hellen und dunklen Punkten als Informationen
aus verschiedenen Winkeln auf einen Film abgebildet. Auf diese
Weise wird es möglich, sehr viele Informationen auf kleinstem
Raum zu speichern. Allerdings benötigt man zum Auslesen der
Daten wiederum einen Laser, der sich um das Hologramm herum
bewegen kann, um so die einzelnen Seiten abzurufen. |
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