Атака оптических клонов: зачем создавать голограмму яиц Фаберже
Парящие в воздухе трехмерные карты, неотличимые от реальных копии внутренних органов, оптические музейные коллекции - все это уже сейчас предлагает голография. А скоро физики создадут движущиеся голограммы, способные полностью погрузить нас в иллюзорную реальность.
Первым принципы голографии описал в 1947 году венгерский ученый Деннис Габор, за что получил Нобелевскую премию по физике. Правда, развиваться эта технология начала лишь спустя тринадцать лет после изобретения лазера. Когерентный свет позволял получать действительно качественную картинку, но самый популярный до сих пор метод создания цветных объемных изображений разработал в 1968 году советский ученый Юрий Николаевич Денисюк.
"До изобретения Денисюка ученые пользовались одним лучом как при записи, так и при воспроизведении голограмм, и они соответствовали лишь выбранному спектру лазера. Денисюк научился записывать изображения с помощью галогенной лампы, светодиода или просто солнечного света", - поясняет Сергей Стафеев, директор Музея оптики Университета ИТМО из Санкт-Петербурга.
Изображение из света
Для записи голограммы нужны лазер, зеркало, фотопластина и предмет, который требуется скопировать. Его освещают лучом. Он отражается от поверхности предмета и попадает на фотопластину, в которой при воздействии фотонов начинается химическая реакция, при этом освещенные места темнеют. В результате на пластине встречаются две световые волны - прямая от лазера и отраженная от предмета. Возникает интерференция, образующая на поверхности структуру из темных и светлых полосок - точную оптическую копию предмета в мельчайших деталях.
Теперь необходимо осветить пластину. Стоит взять галогенную лампу или поднести пластину к окну (световая волна должна падать на поверхность под тем же углом, что и освещавший ее лазер), как тут же в воздухе возникнет трехмерное изображение оригинального предмета. Объемные голографические "фотокарточки" можно размножать на специальных принтерах.
Голографию используют во многих отраслях. Например, с ее помощью рисуют карты местности: наводишь на нее фонарик - и видишь рельефный пейзаж пугающе высокого качества. Голограммы можно создавать, используя рентгеновское и ультразвуковое излучение. Тогда получаются точнейшие копии внутренних органов. Это эффективнее, чем десяток МРТ-сканирований. Точнейшими копиями очень интересуются крупнейшие музеи мира.
Главный экспонат
В музейных запасниках хранится множество хрупких, громоздких или очень ценных предметов, которые опасно перевозить и даже выставлять в залах. Голография позволяет сохранить образы ценных предметов и демонстрировать их в любой точке мира. Голограмма - в отличие от видео - абсолютно жизненное изображение, дающее исчерпывающую информацию о каждом миллиметре поверхности предмета.
"С помощью современных компактных и мощных лазеров воспроизводятся голографические образы, неотличимые от оригинала, - оптоклоны. Они содержат весь спектр цветов оригинала, выглядят максимально реалистично и полностью передают игру света на драгоценных камнях. Мы сотрудничаем с Греческим институтом голографии (Hellenic Institute of Holography, HIH), а наши совместные творения можно посмотреть, например, в Музее оптики в Санкт-Петербурге", - рассказывает ученый.
С 2015 года команда российских и греческих оптиков реализовала множество проектов, в том числе наиболее масштабный - изготовление оптоклонов коллекции императорских пасхальных яиц Фаберже.
Статичные голограммы используют давно и массово, а теперь физики хотят научиться копировать оптические образы в движении. Принципиально это возможно, но требует серьезного прогресса техники, в частности дисплеев с очень малым размером пикселя и более мощных процессоров.
