موضوع مقاله: هولوگرافی حوزه-زمان | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # هولوگرافی حوزه-زمان | مقدمه: به عبارتی همان اصول سادهٔ هولوگرافی این بار با دید زمانی مورد بررسی قرار می‌گیرند. | ## بخش 1: هولوگرافی حوزه-زمان | با معرفی تئوری دوگانگی فضا-زمان در سال ۱۹۹۴ فرصتی ایجاد شد تا پدیدهٔ هولوگرافی درحوزهٔ زمان مورد بررسی قرار گیرد که این قضیه منجر به سهولت بیشتر به خصوص در حوزهٔ ارتباطات گردید. گرچه در آن زمان ایدهٔ او به علت نبود منبع با طول همدوسی زیاد مورد توجه واقع نشد، اما با اختراع لیزر جهش زیادی در حوزهٔ هولوگرافی فضایی رخ داد و این روش به عنوان یک روش کدگذاری نوری مورد کاربرد زیادی واقع شد. دوگانگی فضا-زمان دوگانگی فضا-زمان به تناظر بین معادلات پراش پیرامحوری پرتوها در حوزهٔ فضایی و پاشندگی پالس باندباریک در دی‌الکتریک‌ها می‌پردازد. برای به دست آوردن پاسخی کامل برای این معادلات باید تغییرات فضا-زمان تابع موج را درنظر بگیریم که کار دشواری است؛ لذا باتقریب سعی می‌شود از تغییرات یکی از ابعاد صرف نظر شود. در بعد زمان، تقریب موج تخت بی‌نهایت و باندباریک بودن در نظر گرفته می‌شود و حاصل در این حالت نیز یک معادله دیفرانسیل جزئی سهموی می‌شود. اگر نمودار پاشندگی و پراش برحسب فرکانس زمانی و فضایی رسم شود، تناظر بین این دوحالت به وضوح قابل رویت است. به عبارت دیگر، همان‌طور که می‌توان با تقریب مسائل را در بعد فضا حل کرد و از تغییرات زمانی آن تاحد امکان صرف‌نظر کرد، می‌توان مسائل را در بعد زمان حل کرد و از تغییرات فضایی آن صرف‌نظر کرد. نگاه از دید زمانی به پدیدهٔ هولوگرافی، منجر می‌شود که تولید و پردازش سیگنال ارتباطاتی آسان‌تر شود. | ## بخش 2: هولوگرافی حوزه-زمان | چیدمان الکترو-اپتیکی در مرحلهٔ ثبت، سیگنال اطلاعات که خود دارای دامنهٔ مختلط می‌باشد، با سیگنال مرجع که معمولاً پیوسته‌است ترکیب شده و حاصل جمع آنان در خروجی کوپلر اپتیکی تحت یک شدت خارج می‌شود. وسط|قاب|مراحل ثبت در هولوگرافی حوزه-زمان در مرحلهٔ بازسازی، سیگنال مرجع با ورود به یک مدولاتور ماخ-زندر(MZM)، تحت ولتاژ معادل با جریان برهم‌نهی قرار گرفته و در خروجی سه سیگنال اطلاعات، ثابت و مزدوج سیگنال اطلاعات را تولید می‌کند. چیدمان تمام اپتیکی فرایند ثبت در هردو چیدمان یکسان و تفاوت آن دو در فرایند بازسازی می‌باشد. به عبارت دیگر، در فرایند الکترواپتیکی سیگنال مرجع دچار مدولاسیون دامنه و در فرایند تمام اپتیکی دچار مدولاسیون فاز می‌گردد.M. کاربردها از آنجایی که با کمک هولوگرافی زمانی می‌توان اطلاعات زمانی با پوش مختلط را به آسانی با مدولاسیون فاز یا دامنه کنترل کرد، در هر حوزه‌ای که نیاز به تولید شکل موج مختلط زمانی یا تولید مزدوج یک سیگنال زمانی موجود، به‌طور مثال برای کاربردهای ترمیمی باشد، می‌توان از هولوگرافی زمانی استفاده کرد. این سیگنال در ادامه با سیگنال رفرنس وارد مدولاتور ماخ زندر می‌شود و در خروجی آن سه سیگنال ایجاد می‌شود. در ادامه با قراردادن یک تقویت کننده، سیگنال‌ها تقویت و در نهایت با قرار دادن یک فیلتر، سیگنال مورد نظر به دست می‌آید. در این حالت صرفاً مرحلهٔ بازسازی در مدار انجام می-گردد و برهم‌نهی آن با کمک کامپیوتر و به صورت عددی انجام می‌پذیرد.M. | ## بخش 3: هولوگرافی حوزه-زمان | ذخیره‌سازی سه‌بعدی در هولوگرافی حجمی فضایی، با کمک رابطهٔ براگ به ازای طول موج‌های مختلف و در یک زاویه یا به ازای زوایای مختلف و در یک طول موج طرح تداخلی‌های مختلفی در یک هولوگرام قابل ایجاد است که به هولوگرافی فضایی خاصیت ذخیره‌سازی می‌دهد. همین ویژگی در بعد زمانی ارتقا پیدا می‌کند به این معنا که با ایجاد تأخیرزمانی‌های مختلف بین دو موج جسم و مرجع می‌توان اطلاعات هولوگرافی را در طول یا عرض‌های مختلف هولوگرام نیز ثبت نمود. این ویژگی معادل آن است که هولوگرام را به قسمت‌های کوچک-تر تقسیم و در هر کدام اطلاعات ذخیره کنیم؛ پس ویژگی ذخیره‌سازی بهتر از زمانی می‌شود که صرفاً با بعد فضایی مورد تحلیل قرار می‌گیرد. تصویربرداری فاز می‌توان برای گرفتن اطلاعات از جسم به جای طیف‌سنجی زمانیTime-Domain Spectroscopy از هولوگرافی زمانی استفاده کرد، به این معنا که ابتدا توسط چیدمان رایج و با ایجاد پرتوی تراهرتز و عبور دادن آن از جسم و هم‌چنین با استفاده از پمپ و پرآب، میدان زمانی تراهرتز را به دست آورده و با گرفتن تبدیل فوریه اطلاعات فاز آن به دست می‌آید. به عبارت دیگر ثبت به صورت تجربی و بازسازی با کمک عملیات کامپیوتر و ریاضیات می‌شود.N. هولوگرافی حوزه زمان مزیت‌هایی بر طیف‌سنجی حوزه زمان دارد، از جمله: در هولوگرافی حوزه زمان چون از پرتوی موازی شده استفاده می‌گردد، می‌توان جسم را در حالت ساکن در هر مکانی قرار داد. | ## جمع‌بندی | از آنجایی که پس از موازی‌سازی مستقیماً وارد صفحهٔ آشکارسازی می‌شود، کیفیت بازسازی دچار محدودیت‌های اپتیکی نمی‌گردد.