Holografi

Holografi adalah teknik yang memungkinkan cahaya dari suatu benda yang tersebar direkam dan kemudian direkonstruksi sehingga objek seolah-olah berada pada posisi yang relatif sama dengan media rekaman yang direkam. Gambar berubah sesuai dengan posisi dan orientasi dari perubahan sistem pandangan dalam cara yang sama seperti saat objek itu masih ada, sehingga gambar yang direkam akan muncul secara tiga dimensi (3D) yang biasa disebut dengan hologram. Teknologi perekaman citra tiga dimensi ini menggunakan sinar murni (seperti laser). Setelah pemrosesan, penampakan benda akan terlihat berbeda-beda dari berbagai sudut. Pembuatan hologram tradisional menggunakan proses kimia yang rumit. Penampakan pada hologram modern dapat dilihat dengan pencahayaan yang biasa dan dapat pula menunjukkan citra tiga dimensi benda besar yang bergerak dengan pewarnaan yang lengkap.

Sejarah

Fisikawan berkebangsaan Hungaria-Inggris, Dennis Gabor, diberi Penghargaan Nobel bidang Fisika pada tahun 1971 "berkat penemuan dan pengembangannya dalam metode/teknik holografi". Pekerjaan yang dia lakukan pada akhir tahun 1940an, didasari oleh pekerjaan sebelumnya di bidang mikroskopi sinar X oleh ilmuwan lain, seperti Mieczysław Wolfke pada tahun 1920 dan William Lawrence Bragg pada tahun 1939. Penemuan ini merupakan hasil yang tidak diduga dari riset yang dilakukan dalam pengembangan mikroskop elektron di perusahaan British Thomson-Houston (BTH) di Kota Rugby, Inggris, dan perusahaan tersebut mengajukan paten pada Desember 1947. Teknik ini sampai sekarang masih digunakan dalam penggunaan mikroskop elektron, dimana teknik ini dikenal dengan istilah holografi elektron, tetapi holografi optikal tidak berkembang banyak hingga penemuan laser pada tahun 1960. Kata holografi berasal dari kata dalam bahasa Yunani ὅλος (hólos; "seluruh") dan γραφή (grafḗ; "tulisan" atau "lukisan").

Hologram

Hologram adalah produk dari teknologi holografi. Hologram terbentuk dari perpaduan dua sinar cahaya yang koheren dan dalam bentuk mikroskopik. Hologram bertindak sebagai gudang informasi optik. Informasi-informasi optik itu kemudian akan membentuk suatu gambar, pemandangan, atau adegan.
Hologram merupakan jelmaan dari gudang informasi (information storage) yang mutakhir. Kelebihan hologram ialah ia mampu menyimpan informasi, yang di dalamnya memuat objek-objek 3 dimensi (3D). Tidak hanya objek-objek yang biasa terdapat di foto atau gambar pada umumnya. Hal itu disebabkan prinsip kerja hologram tidak sesederhana lensa fotografi. Hologram menggunakan prinsip-prinsip difraksi dan interferensi, yang merupakan bagian dari fenomena gelombang.

Penyimpangan hologram

Hologram dapat menderita penyimpangan yang disebabkan oleh konstruksi satu ke rekonstruksi berikutnya serta oleh ketidaksesuaian referensi dan rekonstruksi sinar. Penyimpangan pada hologram kromatik dan nonkromatik, keduanya sama-sama merupakan penyimpangan yang serius walaupun hanya sebuah penyimpangan dari geometri perekaman yang ada pada rekonstruksi geometri.

Gambar orthoscopic dan pseudoscopic .

Sebuah hologram dapat merekonstruksi dua gambar, yang nyata dan maya (replika dari objek). Namun, dua gambar tersebut terbedakan dalam tampilannya di mata pengamat.
Gambar maya diproduksi dengan posisi yang sama dengan objek dan memiliki tampilan yang sama pada kedalaman dan paralaks dengan objek tiga dimensi yang sebenarnya. Gambar maya terlihat seolah-olah pengamat melihat objek asli melalui jendela yang ditentukan oleh ukuran dari hologram. Gambar tersebut dikenal sebagai gambar orthoscopic
Gambar nyata, juga terbentuk dengan jarak yang sama dari hologram, tapi berada didepannya serta kedalaman gambarnya terbalik. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa titik-titik yang bersesuaian pada kedua gambar (nyata dan maya) terletak pada jarak yang sama dari hologram. Gambar nyata ini dikenal sebagai pseudoscopic. Gambar ini sangat tidak nyaman untuk dilihat karena memang kita tidak terbiasa melihat gambar terbalik dalam kehidupan normal. Gambar tersebut tidak dapat diubah dengan tekni-teknik optika sampai baru-baru ini. Kini, sudah memungkinkan untuk mengkonjugasikan muka gelombang dengan menggunakan teknik konjugasi fase optik. Gelombang muka ini memiliki aplikasi yang potensial dalam mengoreksi efek dari penyimpangan media pada pencitraan optik.
Sebuah hologram yang terekam oleh lensa atau sebuah cermin cekung, dapat menghasilkan sebuah bayangan nyata orthoscopic dari objek. Bayangan nyata orthoscopic dari objek ini juga dapat diciptakan dengan cara merekam dua hologram secara berturut-turut. Tahap pertama, hologram utama direkam dengan menggunakan sinar acuan. Hologram ini, saat direkonstruksi oleh sinar, menghasilkan sebuah gambar maya dan gambar nyata dengan pembesaran unit. Kemudian, hologram ini direkam dengan menggunakan gambar nyata dari hologram utama sebagai sinar objek. Pada saat hologram ini sudah terekonstruksi, akan menghasilkan bayangan maya pseudoscopic dan bayangan nyata orthoscopic.

Klasifikasi hologram

Hologram, dapat diklasifikasikan dalam beberapa cara tergantung pada ketebalan, metode perekaman, metode rekonstruksi dan lain sebagainya.

Klasifikasi berdasarkan amplitudo dan fase hologram

Sebuah hologram, tipe penyerapannya ada yang menghasilkan perubahan pada amplitudo dari sinar rekonstruksinya. Jenis fase dari hologram ini menghasilkan fase perubahan pada sinar rekonstruksi dikarenakan variasi dari indeks bias atau ketebalan dari medium. Fase hologram, memiliki keuntungan lebih daripada amplitudo hologram dalam hal pemborosan energi di dalam medium hologram serta efisiensi penguraian yang lebih tinggi. Hologram yang direkam dalam emulsi fotografik mengubah baik amplitudo dan fase dari menerangi gelombang. Bentuk dari rencana kerangka perekaman ini tergantung dari fase relatif dari pencampuran sinar. Akibatnya, gelombang yang terekonstruksi terefleksi ke hologram yang sesuai dengan kepadatan perak yang tersimpan dengan variasi amplitudonya sebanding dengan amlpitudo dari objek. Demikian pula dengan fase gelombang rekonstruksi, yang dimodulasikan sebanding dengan fase dari gelombang objek. Jadi, baik amplitudo dan fase dari gelombang objek merupakan reproduksi.

Klasifikasi berdasarkan ketebalan hologram

Hologram bisa berbentuk tipis (bidang) atau tebal (isi). Sebuah parameter Q dapat digunakan untuk membedakan antara hologram tipis dan tebal. Sebuah hologram dapat dikatakan tipis apabila Q < 1. Hal ini telah dibuktikan bahwa hologram tipis yang ditambah dengan teori gelombang berlaku untuk nilai Q urutan 1. Jadi, kriteria dari Q tidak selalu cukup. Sebuah hologram mungkin juga disebut tipis jika emulsi ketebalannya lebih rendah dari jarak tepi. Hologram seperti ini menghasilkan beberapa ketentuan (i) ketentuan 0 jika sinar acuan ditransmisikan secara langsung, (ii) ketentuan 1 jika penyebaran menghasilkan bayangan maya, (iii) ketentuan -1 jika penyebaran sama dengan intensitas untuk ketentuan 1 menghasilkan gambar konjugasi dan (iv) lebih besar dari 1 jika ada penurunan intensitas.
Sebuah hologram yang bervolume (tebal) dapat dikatakan sebagai superposisi dari tiga dimensi rekaman terukur pada kedalaman dari emulsi menurut hukum Bragg. Rencana pengukuran pada volume hologram menghasilkan perubahan maksimal pada indeks bias dan atau indeks penyerapan. Kesimpulan dari hukum Bragg adalah volume hologram merekonstruksi bayangan maya pada posisi asli dari objek jika sinar rekonstruksi bertepatan dengan sinar acuan. Namun, bagaimanapun juga gambar konjugasi dan ketentuan penyebaran yang lebih tinggi tidak termasuk disini.

Proses perekaman hologram

Holografi, sering disalah konsepsikan sebagai 3D fotografi. Analogi yang lebih baik adalah rekaman suara di mana bidang bunyi dikodekan sedemikian rupa agar di kemudian hari dapat direproduksikan. Dalam holografi, sebagian dari sinar yang tersebar dari objek atau sekumpulan objek jatuh di atas media perekam. Sinar kedua, yang dikenal sebagai sinar acuan, juga menerangi media perekam sehingga terjadi gangguan antara kedua sinar tersebut. Hasil dari bidang cahaya tersebut adalah sebuah pola acak dengan intensitas yang bervariasi yang disebut hologram. Dapat ditunjukkan bahwa jika hologram diterangi oleh sinar acuan asli, sebuah bidang cahaya terdifraksi oleh sinar acuan yang mana identik dengan bidang cahaya yang disebarkan oleh objek atau objek-objek. Dengan demikian, seseorang yang memandang ke hologram tetap dapat ‘melihat’ objek walaupun objek tersebut mungkin sudah tidak ada lagi. Berbagai variasi bahan rekaman yang juga dapat digunakan, termasuk Variasi Film fotografis.

Keunggulan hologram

Seperti yang telah dikatakan sebelumnya, kapabilitas hologram melebihi kapabilitas media penyimpanan lainnya. Salah satunya ialah, hologram dapat merekam intensitas cahaya. Dengan kata lain, hologram memiliki informasi tambahan baru dibandingkan media lain.
Secara otomatis dengan adanya rekaman intensitas cahaya, hologram pun mampu untuk memperlihatkan kedalaman (depth). Ketika seseorang melihat ke arah sebuah pohon, ia menggunakan matanya untuk menangkap cahaya dari objek itu. Setelah itu, informasi diolah untuk memperoleh makna mengenai objek tadi. Prinsip ini hampir sama dengan hologram. Hologram menjadi cara yang nyaman untuk menciptakan kembali gelombang cahaya yang sama, yang berasal dari objek yang sebenarnya.
Kemampuan ini sangat menakjubkan. Objek terasa nyata dan hidup dan ia akan terlihat seolah-olah akan ”melompat” dari gambar (scene). Jika pada sebuah foto standar, pemandangan diambil dari satu perspektif saja, maka hologram mematahkan batasan itu. Hologram mampu untuk melihat suatu objek dari berbagai perspektif.

Aplikasi holografi

Aplikasi teknik holografi telah tersebar ke berbagai aspek kehidupan. Holografi memudahkan manusia dalam mengabadikan karya-karya seni dan benda-benda peninggalan sejarah, pembuatan iklan dan film, dan lain sebagainya. Selain itu, aplikasi holografi lain ialah holographic interferometry, holographic optical element (HOE), dan holographic memory.