홀로그래피

Holography
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서로 다른 시점에서 촬영한 하나의 홀로그램 사진 2장

홀로그래피는 파면을 기록했다가 나중에 재구성할 수 있는 기술이다.홀로그래피는 3차원 이미지를 생성하는 방법으로 가장 잘 알려져 있지만, 다른 응용 분야도 다양하다.어떤 종류의 파동에도 홀로그램을 만들 수 있는 것이 원칙이다.

홀로그램은 제2의 파면(통상 기준빔이라고 불린다)을 관심의 파면에 겹쳐 물리매체에 기록되는 간섭패턴을 생성함으로써 이루어진다.두 번째 파면만 간섭 패턴을 비추면 원래 파면을 재현하기 위해 회절됩니다.홀로그램은 또한 두 개의 파장을 모델링하고 그것들을 디지털로 합산함으로써 컴퓨터로 생성될 수 있다.그런 다음 생성된 디지털 이미지가 적절한 마스크 또는 필름에 인쇄되고 적절한 소스에 의해 조명되어 관심 파장을 재구성합니다.

개요 및 이력

1971년 홀로그래픽 [3]방법의 발명과 개발로 노벨 물리학상을 수상했다.[1][2]

1940년대 후반에 완성된 그의 연구는 1920년 미에츠스와프 울프케와 [4]1939년 윌리엄 로렌스 브래그를 포함한 다른 과학자들에 의해 엑스레이 현미경 분야의 선구적인 연구를 바탕으로 만들어졌다.이는 영국 럭비의 영국 톰슨휴스턴사(BTH)의 전자현미경 개선 연구 결과 예상치 못한 결과로 1947년 12월 특허(특허 GB685286)를 출원했다.원래 발명된 기술은 전자현미경학에서 여전히 사용되고 있는데, 전자현미경학에서는 전자홀로그래피로 알려져 있지만 광학홀로그래피는 1960년 레이저가 개발되기 전까지 발전하지 못했다.The word holography comes from the Greek words ὅλος (holos; "whole") and γραφή (graphē; "writing" or "drawing").

홀로그램은 회절을 이용해 3차원 광선을 재현할 수 있는 간섭 패턴을 기록한 것이다.재생된 라이트 필드는 원본 [5]장면의 깊이, 시차 및 기타 속성을 가진 이미지를 생성할 수 있습니다.홀로그램은 렌즈에 의해 형성되는 상이 아니라 빛 영역의 사진 기록입니다.홀로그래픽 매체는 예를 들어 홀로그래픽 과정에 의해 생성된 물체(홀로그래픽이라고 할 수 있음)는 일반적으로 확산된 주변 조명 아래에서 볼 때 이해할 수 없다.이것은 사진 매체의 불투명도, 밀도 또는 표면 프로필의 간섭 패턴으로 라이트 필드를 인코딩하는 것입니다.적절히 빛을 비추면 간섭 패턴은 빛을 원래의 빛 영역의 정확한 재현으로 회절시키고, 그 안에 있던 물체는 시차나 원근법 등의 시각적인 깊이 신호를 나타내며, 다른 시야 각도에 따라 사실적으로 변화한다.즉, 다른 각도에서 본 이미지의 뷰는 유사한 각도에서 본 피사체를 나타냅니다.그런 의미에서 홀로그램은 단순한 깊이의 착시현상이 아니라 진정한 3차원 영상이다.

Dieter Jung의 수평 대칭 텍스트

이 레이저의 개발로 1962년 소련의[6] 유리 데니석(Yuri Denisuk)과 미국 [7]미시간 대학의 에밋 레이스(Emmett Leith)와 주리스 우파티넥스(Juris Upatniks)가 제작한 실용적인 광학 홀로그램이 최초로 개발됐다.생성된 그레이팅이 입사광의 대부분을 흡수했기 때문에 효율적이지 못했습니다.전달의 변화를 굴절률의 변화로 변환하는 다양한 방법이 개발되어 훨씬 더 효율적인 홀로그램을 [8][9][10]제작할 수 있게 되었다.

광학 홀로그래피는 광장을 기록하기 위해 레이저광이 필요하다.초기 홀로그래피는 고출력 고가의 레이저를 필요로 했지만, 현재는 DVD 레코더에서 발견되고 다른 일반적인 용도로 사용되는 것과 같이 대량 생산된 저비용 레이저 다이오드가 홀로그램을 만드는 데 사용될 수 있고, 저예산 연구원, 예술가, 그리고 헌신적인 취미 활동가들이 홀로그래피를 훨씬 더 쉽게 이용할 수 있게 만들었다.기록된 장면 전체에 걸쳐 미세한 수준의 디테일을 재현할 수 있다.그러나 3D 영상은 비레이저 빛으로 볼 수 있습니다.그러나, 통상은, 홀로그램을 보기 위해서, 또 경우에 따라서는, 레이저 조명의 필요성을 없애기 위해서, 큰 화질 저하가 행해집니다.홀로그래픽 초상화는 종종 비홀로그래픽 중간 이미징 절차에 의존하여 움직이는 피사체를 광학적으로 "동결"시키는 데 필요한 위험한 고출력 펄스 레이저를 피한다.홀로그램은 또한 전혀 존재하지 않았던 사물이나 장면을 보여주기 위해 완전히 컴퓨터로 만들어질 수 있다.대부분의 홀로그램은 정적인 물체로 제작되지만, 현재 홀로그래픽 체적 측정 디스플레이에 변화하는 장면을 표시하는 시스템이 [11][12][13]개발되고 있다.

홀로그래피는 렌티큘러 및 기타 초기 자동경사 3D 디스플레이 기술과 구별됩니다. 이 기술은 표면적으로 유사한 결과를 만들 수 있지만 기존의 렌즈 이미징을 기반으로 합니다.특수 안경이나 다른 중간 광학, Pepper's Ghost와 같은 무대 착시, 그리고 다른 특이하고 당황스럽거나 마법처럼 보이는 이미지들을 종종 홀로그램이라고 잘못 부른다.

2차원 표면에서 [14]정밀한 움직임을 제어해 3차원 이미지를 만드는 기술인 정경 홀로그래피와도 구별된다.간섭과 회절을 사용하는 것이 아니라 반사 또는 굴절적으로 광선 다발을 조작함으로써 작동합니다.

홀로그래피는 또한 많은 다른 종류의 파도와 함께 사용된다.

구조

홀로그램 기록
홀로그램 재구성
이것은 표백되지 않은 투과 홀로그램의 작은 부분을 현미경으로 본 사진입니다.홀로그램은 장난감 밴과 자동차의 이미지를 기록했습니다.이 패턴으로 홀로그램의 피사체를 식별하는 것은 CD 표면을 보고 어떤 음악이 녹음되었는지 식별하는 것과 마찬가지로 불가능하다.홀로그래픽 정보는 스펙클 패턴으로 기록된다.

홀로그래피는 원래 [15]: Section 1 물체가 없어 원래 광장이 존재하지 않을 때 빛장(일반적으로 물체에서 산란된 광원의 결과)을 기록하고 나중에 재구성할 수 있는 기술이다.홀로그래피는 악기나 성대와 같은 진동 물질에 의해 만들어진 음장을 원래의 진동 [16]물질 없이 나중에 재현할 수 있도록 인코딩하는 녹음과 다소 유사하다고 생각할 수 있다.다만, 재생시에 음장의 청각을 재생할 수 있는 Ambisonic 녹음과 한층 더 유사하다.

레이저

레이저 홀로그래피에서 홀로그램은 레이저 광원을 이용해 기록되는데, 그 색상은 매우 순수하고 구성이 질서정연하다.다양한 설정을 사용할 수 있으며, 여러 종류의 홀로그램이 만들어질 수 있지만, 모두 다른 방향에서 오는 빛의 상호작용과 플레이트, 필름 또는 다른 매체가 사진적으로 기록하는 미세한 간섭 패턴을 생성한다.

하나의 일반적인 배치에서 레이저 빔은 2개로 분할되며, 하나는 물체 빔으로, 다른 하나는 기준 빔으로 알려져 있다.물체 빔은 렌즈를 통과하여 확대되며 피사체를 비추는 데 사용됩니다.기록 매체는 피사체에 의해 반사되거나 산란된 후 빛이 닿는 곳에 있습니다.매체의 가장자리는 결국 피사체가 보이는 창 역할을 하기 때문에, 그 위치는 그것을 염두에 두고 선택된다.기준 빔이 확대되어 매질을 직접 비추게 되며, 여기서 피사체에서 나오는 빛과 상호 작용하여 원하는 간섭 패턴을 생성합니다.

기존의 사진과 마찬가지로 홀로그래피는 기록 매체에 정확하게 영향을 미치려면 적절한 노출 시간이 필요합니다.기존 촬영과 달리 광원, 광학소자, 기록매체, 피사체 모두 빛의 파장의 약 4분의 1 이내로 상대적인 움직임을 유지해야 하며 그렇지 않으면 간섭 패턴이 흐려져 홀로그램이 상한다.살아있는 피사체와 일부 불안정한 물질에서는 매우 강렬하고 극히 짧은 레이저 광선을 사용하는 경우에만 가능합니다. 이는 과학 및 산업 실험실 환경 이외에서는 거의 수행되지 않는 위험한 절차입니다.저전력 연속 동작 레이저를 사용하여 몇 초에서 몇 분 동안 노출되는 것이 일반적입니다.

기기

홀로그램은 산란광의 일부가 기록매체에 떨어지도록 광빔의 일부를 기록매체에 직접 비추고 다른 부분을 물체상에 비추면 만들 수 있다.홀로그램을 기록하기 위한 보다 유연한 배열은 레이저 빔을 다른 방식으로 변경하는 일련의 요소를 통해 조준해야 합니다.첫 번째 요소는 빔을 동일한 두 개의 빔으로 분할하는 빔 스플리터이며, 각 빔의 방향이 다릅니다.

  • 하나의 빔('조명' 또는 '물체 빔'으로 알려져 있음)은 렌즈를 사용하여 퍼지고 거울을 사용하여 현장으로 향합니다.장면에서 산란(반사)된 빛 중 일부는 기록 매체 위에 떨어집니다.
  • 두 번째 빔('기준 빔'으로 알려져 있음)도 렌즈를 사용하여 확산되지만, 장면과 접촉하지 않도록 방향을 잡고 대신 기록 매체 위로 직접 이동합니다.

기록매체로서 여러 가지 다른 재료를 사용할 수 있다.가장 일반적인 것 중 하나는 사진 필름(할로겐화은 사진 에멀전)과 매우 유사하지만 훨씬 더 작은 광반응 입자(가능하면 직경이 20nm 미만)를 가지고 있어 홀로그램이 요구하는 훨씬 더 높은 해상도를 제공할 수 있습니다.이 기록매체(예를 들어 할로겐화은)의 층은 투명한 기판에 부착되어 있으며, 일반적으로 유리이지만 플라스틱일 수도 있다.

과정

두 개의 레이저 빔이 기록 매체에 도달하면 두 개의 광파가 교차하여 서로 간섭합니다.이 간섭 패턴이 기록 매체에 각인됩니다.패턴 자체는 장면의 빛이 원래 광원과 간섭하는 방식을 나타내지만 원래 광원 자체는 아니기 때문에 겉보기에는 무작위입니다.간섭 패턴은 장면의 인코딩된 버전으로 간주할 수 있으며, 해당 내용을 보려면 특정 키(원래 광원)가 필요합니다.

이 잃어버린 키는 나중에 홀로그램을 기록하는 데 사용된 것과 동일한 레이저를 현상 필름에 비추면 제공됩니다.이 빔이 홀로그램을 비추면 홀로그램의 표면 패턴에 의해 회절됩니다.이렇게 하면 원래 장면에서 생성된 것과 동일한 빛의 장이 생성되어 홀로그램에 산란됩니다.

사진과의 비교

홀로그래피는 일반 사진과의 차이를 조사함으로써 더 잘 이해할 수 있습니다.

  • 홀로그램은 사진처럼 원 장면에서 나온 빛에 대한 정보를 한 방향에서만 산란하는 것이 아니라 다양한 방향으로 산란하는 것을 나타낸다.이를 통해 장면이 여전히 존재하는 것처럼 다양한 각도에서 볼 수 있습니다.
  • 사진은 일반 광원(태양광 또는 전기 조명)을 사용하여 기록할 수 있지만 홀로그램을 기록하려면 레이저가 필요합니다.
  • 촬영에서는 화상을 기록하기 위해서 렌즈가 필요하지만, 홀로그래피에서는 피사체로부터의 빛이 기록 매체에 직접 산란된다.
  • 홀로그래픽 기록에는 기록매체에 제2의 광빔(기준빔)을 향하게 할 필요가 있다.
  • 사진은 다양한 조명 조건에서 볼 수 있는 반면 홀로그램은 매우 특정한 형태의 조명에서만 볼 수 있다.
  • 사진을 반으로 자르면 각 조각이 장면의 절반을 보여준다.홀로그램이 반으로 잘려나갔을 때, 각각의 조각에서 전체 장면을 볼 수 있습니다.이는 사진의 각 점이 장면의 한 지점에서 산란된 빛만을 나타내는 반면 홀로그래픽 기록의 각 점은 장면의 모든 지점에서 산란된 빛에 대한 정보를 포함하기 때문이다.120cm×120cm(4ft×4ft) 창문과 60cm×120cm(2ft×4ft) 창문을 통해 집 밖의 거리를 보는 것으로 생각할 수 있다.작은 창을 통해 동일한 모든 것을 볼 수 있지만(머리를 움직여 시야각을 변경함으로써), 시청자는 120cm(4피트)의 창을 통해 더 많은 것을 한 번에 볼 수 있다.
  • 사진은 기본적인 3차원 효과만 재현할 수 있는 2차원 표현이지만 홀로그램의 재현된 시야 범위는 원래 장면에 있던 더 많은 깊이 인식 신호를 더한다.이러한 신호들은 인간의 두뇌에 의해 인식되고 원래의 장면을 보았을 때와 같은 3차원 이미지의 인식으로 변환됩니다.
  • 사진 한 장이 원 장면의 빛 영역을 선명하게 보여준다.개발된 홀로그램의 표면은 매우 미세하고 무작위로 보이는 패턴으로 구성되어 있으며, 기록된 장면과는 아무런 관련이 없는 것으로 보인다.

홀로그래피 물리학

주요 기사:광학 홀로그래피 물리학

프로세스를 더 잘 이해하기 위해서는 간섭과 회절을 이해할 필요가 있습니다.간섭은 1개 이상의 웨이브프론이 중첩될 때 발생합니다.회절은 파면이 물체를 만나면 발생합니다.홀로그래픽 재구성의 과정은 순전히 간섭과 회절의 관점에서 아래에 설명되어 있습니다.이것은 다소 단순하지만 홀로그래픽 과정이 어떻게 작동하는지 이해할 수 있을 만큼 정확합니다.

이러한 개념에 익숙하지 않은 사람들은 이 기사에서 더 읽기 전에 그 기사들을 읽어보는 것이 가치가 있다.

평면 파장

회절격자는 반복패턴을 가진 구조체이다.간단한 예로는 일정한 간격으로 절단된 슬릿이 있는 금속판이 있습니다.격자에 입사하는 광파는 여러 파장으로 분할되며, 이러한 회절파의 방향은 격자의 간격과 빛의 파장에 의해 결정된다.

홀로그래픽 기록매체에 동일 광원으로부터의 2개의 평면파를 겹쳐서 심플한 홀로그램을 만들 수 있다.두 개의 파동이 간섭하여 매체에 걸쳐 강도가 정현적으로 변화하는 직선 줄무늬 패턴을 생성합니다.프린지 패턴의 간격은 두 파동 사이의 각도와 빛의 파장에 의해 결정됩니다.

기록된 빛 패턴은 회절 격자입니다.그것을 만드는 데 사용된 하나의 파동만 비추면, 회절된 파동 중 하나가 원래 두 번째 파동이 입사했던 각도와 같은 각도로 나타나 두 번째 파동이 '재구성'되었음을 알 수 있습니다.따라서 기록된 빛 패턴은 위에서 정의한 홀로그래픽 기록이다.

점 소스

사인파 구역 플레이트

기록매체가 점원과 통상 입사 평면파로 조명되었을 경우, 그 결과 패턴은 사인파 존판이 되며, 이 사인파 존판은 초점거리가 점원과 기록면의 분리와 동일한 부프레넬 렌즈로서 기능한다.

평면파 전면이 음의 렌즈를 비추면, 그것은 렌즈의 초점에서 갈라지는 것처럼 보이는 파장으로 확장됩니다.이것에 의해, 기록된 패턴에 원래의 평면파가 비추어지면, 일부의 빛은 원래의 구형파에 상당하는 발산광으로 회절해, 점원의 홀로그래픽 기록이 작성된다.

기록 시 평면파가 비정상 각도로 입사하면 형성되는 패턴은 더 복잡하지만 원래 각도로 비추면 여전히 음의 렌즈로 작용합니다.

복잡한 객체

복잡한 물체의 홀로그램을 기록하기 위해 먼저 레이저 빔을 두 개의 빛 빔으로 분할합니다.하나의 빔이 물체를 비추면 기록 매체에 빛이 산란됩니다.회절 이론에 따르면 물체 내의 각 점은 점광원으로 작용하기 때문에 기록매체는 매체로부터 다른 거리에 위치한 점광원 세트로 조명되는 것으로 간주할 수 있다.

두 번째(기준) 빔은 기록 매체를 직접 비춥니다.각 점원파는 기준빔을 간섭하여 기록매체 내에 자체 사인파 존판을 발생시킨다.결과 패턴은 위의 사진과 같이 무작위(스펙클) 패턴을 생성하기 위해 결합된 모든 '존 플레이트'의 합입니다.

홀로그램이 원래의 기준빔에 의해 조명되면 각각의 구역판은 홀로그램이 생성된 대상파를 재구성하고 이들 개별파형이 결합되어 대상빔 전체를 재구성한다.뷰어는 물체에서 기록 매체로 산란된 파면과 동일한 파면을 감지하여 물체가 제거되어도 제자리에 있는 것처럼 보입니다.

적용들

예체능

일찍이, 예술가들은 홀로그래피의 가능성을 매개체로 보고 그들의 작품을 만들기 위해 과학 실험실에 접근했다.홀로그래픽 예술은 종종 과학자들과 예술가들 사이의 협력의 결과이지만, 일부 홀로그래퍼들은 그들 자신을 예술가이자 과학자라고 여긴다.

살바도르 달리는 홀로그래피를 최초로 예술적으로 사용했다고 주장했다.그는 분명 그렇게 한 최초의 초현실주의자이자 가장 잘 알려진 사람이었지만 1972년 뉴욕 달리 홀로그래픽 전시는 1968년 미시간 크랜브룩 미술원에서 열렸고 1970년 뉴욕 핀치 칼리지 갤러리에서 열린 홀로그래픽 전시에 이어 전국적인 언론의 [17]관심을 끌었다.영국에서 마거릿 베니언은 1960년대 후반 홀로그래피를 예술 매체로 사용하기 시작해 1969년 [18]노팅엄대 미술관에서 개인전을 열었다.그 후 1970년 런던 리슨 갤러리에서 홀로그램과 입체 [19]회화의 첫 번째 런던 엑스포로 홍보된 단독 전시가 있었다.

1970년대에 많은 예술 스튜디오와 학교가 설립되었고, 각각 홀로그래피에 대한 그들의 독특한 접근 방식을 가지고 있었다.특히 로이드 크로스가 설립한 샌프란시스코 홀로그래피 스쿨, 로즈마리 H. 잭슨이 설립한 뉴욕 홀로그래피 박물관, 런던 왕립미술대, [20]둥정이 주관하는 레이크 포레스트 칼리지 심포지엄 등이 있었다.이[21] 스튜디오들은 아직 존재하지 않지만, 뉴욕 홀로그래픽 아트 센터와 서울 홀로그래픽 센터가 있어 예술가들에게 작품을 만들고 전시할 수 있는 공간을 제공한다.

1980년대 미국의 해리엇 카딘실버, 독일의 디터 융, 브라질의 모이스 바움슈타인 등 홀로그래피로 작업한 많은 작가들이 홀로그래피를 피해 3차원 작품에서 사용할 수 있는 적절한 '언어'를 찾아 예술계에 이른바 '새로운 매체'의 확산을 도왔다.조각이나 사물의 복제품예를 들어, 브라질에서는, 많은 구체적인 시인(아우구스투 드 캄포스, 데시오 피그나타리, 훌리오 광장, 호세 와그너 가르시아, 모이스 바움슈타인과 관련된)이 홀로그래피에서 자신을 표현하고 콘크리트 시를 갱신하는 방법을 발견했다.

작지만 활동적인 예술가 그룹은 여전히 홀로그래픽 요소를 그들의 [22]작품에 통합한다.일부는 참신한 홀로그래픽 기법과 관련되어 있습니다.예를 들어 예술가 Matt[23] Brand는 경상의 홀로그래피에서 이미지 왜곡을 제거하기 위해 컴퓨터 미러 디자인을 채택했습니다.

MIT[24] 박물관과 조나단[25] 로스 둘 다 광범위한 홀로그래피와 온라인 미술 홀로그램 카탈로그를 보유하고 있다.

데이터 스토리지

주요 기사:홀로그래픽 메모리

홀로그래픽 데이터 저장장치는 결정체나 광중합체 내부에 고밀도 정보를 저장할 수 있는 기술이다.많은 전자 제품들이 저장 장치를 내장하고 있기 때문에 많은 양의 정보를 일종의 매체에 저장하는 능력은 매우 중요합니다.Blu-ray Disc와 같은 현재의 스토리지 기술이 데이터 밀도의 한계에 도달함에 따라(쓰기 빔의 회절 제한 크기 때문에) 홀로그래픽 스토리지는 차세대 인기 스토리지 미디어가 될 가능성이 있습니다.이런 유형의 데이터 저장소의 장점은 기록 미디어의 볼륨이 표면뿐만 아니라 사용된다는 것입니다.현재 이용 가능한 SLM은 초당 1024×1024비트 해상도로 약 1000개의 다른 이미지를 생성할 수 있습니다.적절한 타입의 매체(아마도 LiNbO3 같은 것이 아닌 폴리머)를 사용하면 초당 약 1기가비트/초의 쓰기 속도를 [citation needed]얻을 수 있습니다.읽기 속도는 이를 초과할 수 있으며 전문가들은[who?] 초당 1테라비트 판독이 가능하다고 믿고 있습니다.

2005년에 Optware와 Maxell과 같은 회사는 3.9의 데이터를 저장하기 위해 홀로그래픽 층을 사용하는 120mm 디스크를 생산했습니다.TB, 홀로그래픽 다목적 디스크라고 불리는 포맷입니다.2014년 9월 현재 상용 제품은 출시되지 않았습니다.

또 다른 회사인 InPhase Technologies는 경쟁 포맷을 개발 중이었으나 2011년에 파산하여 모든 자산이 Akonia Holographics, LLC에 매각되었습니다.

많은 홀로그래픽 데이터 스토리지 모델들이 기록된 홀로그램마다 많은 양의 데이터를 저장하는 "페이지 기반" 스토리지를 사용했지만, 서브 마이크로미터 크기의 "마이크로홀로그람"을 사용하기 위한 최근의 연구는 여러 가지 가능성 있는 3D 광학 데이터 스토리지 솔루션을 만들어냈습니다.데이터 스토리지에 대한 이러한 접근 방식은 페이지 기반 스토리지의 높은 데이터 속도를 달성할 수 없지만, 상용 제품 생산의 허용 오차, 기술적 장애 및 비용은 훨씬 더 낮습니다.

동적 홀로그래피

정적 홀로그래피에서는 기록, 현상 및 재구성이 순차적으로 일어나 영구 홀로그램이 생성된다.

현상 과정이 필요 없고 단시간에 홀로그램을 기록할 수 있는 홀로그래픽 재료도 있다.홀로그래피로 간단한 조작을 할 수 있다.이러한 실시간 홀로그램의 응용 예로는 위상공역거울('빛의 시간반전'), 광캐시 메모리, 화상처리(시간변화 화상의 패턴인식), 광컴퓨팅 등이 있다.

전체 이미지에 대해 병렬로 작업이 수행되므로 처리되는 정보의 양이 매우 많을 수 있습니다(테라비트/초).이는 1마이크로초 정도의 기록시간이 여전히 전자컴퓨터의 처리시간에 비해 매우 긴 점을 보완하는 것이다.동적 홀로그램에 의해 수행되는 광학 처리 또한 전자 처리보다 훨씬 덜 유연합니다.한쪽에서는 화상 전체를 항상 조작해야 하고 다른 한쪽에서는 홀로그램이 실행할 수 있는 조작은 기본적으로 곱셈 또는 위상공역 중 하나이다.광학에서는, 덧셈과 푸리에 변환은 이미 선형 재료에서 쉽게 행해지고, 후자는 단순히 렌즈에 의해서 행해진다.이를 통해 광학적으로 [26]이미지를 비교하는 장치 등 일부 응용 프로그램을 사용할 수 있습니다.

동적 홀로그래피를 위한 새로운 비선형 광학 재료의 탐색은 활발한 연구 분야이다.가장 일반적인 물질은 광굴절 결정이지만, 반도체나 반도체 헤테로 구조(양자 우물 등), 원자 증기와 가스, 플라스마, 심지어 액체에서도 홀로그램이 생성될 수 있었다.

특히 유망한 응용 분야는 광학 위상 공역입니다.이를 통해 광선이 수차 매체를 통과할 때 받는 파면 왜곡을 공역 위상이 있는 동일한 수차 매체를 통해 다시 제거할 수 있습니다.이는 예를 들어 자유 공간 광통신에서 대기 난류(별빛의 반짝임을 일으키는 현상)를 보정하는 데 유용합니다.

취미 생활자의 사용

아마추어 데이브 배틴의 데니석 DCG 홀로그램 'Peace Within Reach'

홀로그래피가 시작된 이래 아마추어 실험자들은 홀로그래피의 용도를 탐구해 왔다.

1971년, Lloyd Cross는 샌프란시스코 홀로그래피 학교를 열었고 아마추어들에게 작은 헬륨 네온 레이저와 저렴한 가정용 장비만을 사용하여 홀로그램 만드는 법을 가르쳤다.홀로그래피는 관련된 모든 요소들을 제자리에 고정시키고 간섭 테두리를 흐리게 하고 홀로그램을 망가뜨릴 수 있는 진동을 줄이기 위해 매우 비싼 금속 광학 테이블을 설치하도록 되어 있었다.크로스의 홈브루 대안은 합판 베이스 위에 신더 블록 옹벽으로 만든 샌드박스로, 오래된 타이어 더미에 받쳐 지면 진동을 차단하고, 먼지를 제거하기 위해 씻은 모래로 채워졌다.레이저가 신더 블록 벽 위에 단단히 장착되었습니다.레이저 빔의 방향, 분할 및 확장에 필요한 미러와 간단한 렌즈를 짧은 길이의 PVC 파이프에 부착하여 원하는 위치에 모래에 고정했습니다.피사체와 사진판 홀더는 샌드박스 안에서 비슷하게 지지되었다.홀로그래퍼는 실내 조명을 끄고, 작은 릴레이 제어 셔터를 사용하여 레이저 광선을 근원 부근에서 차단한 후, 어둠 속에서 플레이트를 홀더에 넣고, 방에서 나와, 모든 것이 안정될 때까지 몇 분간 기다린 후, 레이저 셔터를 원격으로 작동시켜 노출시켰다.

이 홀로그래퍼들 중 많은 수가 예술 홀로그래픽을 제작할 것이다.1983년 샌프란시스코 홀로그래피 스쿨의 공동 설립자이자 유명한 홀로그래피 아티스트인 프레드 언터셔는 집에서 홀로그래피를 만드는 쉬운 안내서인 홀로그래피 핸드북을 출판했다.이것은 홀로그래퍼의 새로운 물결을 가져왔으며, 당시 이용 가능한 AGFA 할로겐화은 기록 재료를 사용하기 위한 간단한 방법을 제공했다.

2000년, 프랭크 드프리타스는 슈박스 홀로그래피 책을 출판하고 수많은 취미 생활자들에게 값싼 레이저 포인터의 사용을 소개했다.오랫동안 반도체 레이저 다이오드의 특정 특성이 홀로그램 생성에 사실상 무용지물이라고 여겨져 왔으나, 결국 실제 실험으로 옮겨졌을 때, 이는 사실이 아닐 뿐만 아니라 실제로 전통보다 훨씬 더 긴 일관성을 제공한다는 것이 밝혀졌다.헬륨 레이저를 사용한다.레드 레이저 다이오드의 가격이 1980년대 초 수백 달러에서 1990년대 후반 DVD 플레이어의 부품으로 대중 시장에 진입한 이후 약 5달러로 떨어졌기 때문에 이것은 아마추어들에게 매우 중요한 발전이었다.현재, 전 세계적으로 수천 명의 아마추어 홀로그래퍼들이 있다.

2000년 후반에는 저렴한 레이저 포인터 다이오드를 가진 홀로그래피 키트가 주류 소비자 시장에 진입했다.이 키트들은 학생, 교사, 그리고 취미 생활자들이 특별한 장비 없이 여러 종류의 홀로그램을 만들 수 있게 해주었고 [27]2005년에는 인기 있는 선물 아이템이 되었다.2003년 자기계발판이 달린 홀로그래피 키트가 등장하면서 취미생활자들이 습식 화학처리를 [28]하지 않고도 홀로그램을 만들 수 있게 됐다.

2006년, 다수의 잉여 홀로그래피 품질의 그린 레이저(코히런트 C315)를 이용할 수 있게 되어, 아마츄어 홀로그래퍼의 손이 닿는 곳에 2색화 젤라틴(DCG) 홀로그래피를 두었다.홀로그래피 커뮤니티는 DCG의 녹색 빛에 대한 놀라운 민감도에 놀랐다.이러한 민감도는 불필요하게 경미하거나 존재하지 않는다고 가정했다.Jeff Blys는 이러한 새로운 레이저의 속도와 감도를 높이기 위해 DCG의 [29]G307 공식으로 응답했습니다.

홀로그래피 품질의 할로겐화은 플레이트와 필름의 주요 공급업체였던 코닥과 아그파는 더 이상 시장에 나오지 않는다.다른 제조사들이 공백을 메우는 데 도움을 준 반면, 많은 아마추어들은 현재 그들만의 재료를 만들고 있다.선호하는 제제는 2크롬화 젤라틴, 메틸렌-블루 증감 2크롬화 젤라틴, 확산법 할로겐화은 제제이다.제프 블라이스는 작은 실험실이나 [30]차고에서 이것들을 만드는 매우 정확한 방법을 발표했다.

소수의 아마추어 그룹은 심지어 살아있는 물체들과 불안정하거나 움직이는 물체의 [31]홀로그램을 만들기 위해 그들만의 펄스 레이저를 만들고 있다.

홀로그래픽 간섭계

주요 기사: 홀로그래픽 간섭계

홀로그래픽 간섭계(HI)는 광학적으로 거친 표면을 가진 물체의 정적 및 동적 변위를 광학 간섭계 정밀도(즉,[32][33] 빛의 파장 부분)로 측정할 수 있는 기술이다.또한 투명 미디어의 광경로 길이 변화를 검출하는 데도 사용할 수 있으며, 이를 통해 유체 흐름을 시각화하고 분석할 수 있습니다.또한 방사선량 [34]측정에서 표면의 형태나 이소도스 영역을 나타내는 등고선을 생성하는 데도 사용할 수 있다.

엔지니어링 구조에서 응력, 변형률 및 진동을 측정하는 데 널리 사용되어 왔습니다.

간섭 현미경법

주요 기사:간섭 현미경법

홀로그램은 필드의 진폭과 위상 정보를 유지합니다.여러 홀로그램이 여러 방향으로 방출되는 빛의 동일한 분포에 대한 정보를 유지할 수 있습니다.이러한 홀로그램의 수치 분석을 통해 큰 개구부를 에뮬레이트할 수 있으며, 이는 광학 현미경의 분해능을 향상시킬 수 있다.이에 대응하는 기술을 간섭 현미경법이라고 한다.간섭 현미경의 최근 성과는 분해능의 [35]4분의 1 파장 한계에 도달할 수 있게 해준다.

센서 또는 바이오센서

주요 기사:홀로그래픽 센서

홀로그램은 변형된 물질로 만들어지며, 변형된 분자와 상호작용하여 가장자리 주기율 또는 굴절률의 변화를 만들어 홀로그램 반사 [36][37]색상의 변화를 일으킨다.

보안.

주요 기사:보안 홀로그램
독일 아이덴티티 카드의 보안 요소로서의 아이덴티그램

홀로그램은 비싸고 전문적이며 기술적으로 진보된 장비를 필요로 하는 마스터 홀로그램에서 복제되어 위조가 어렵기 때문에 보안을 위해 흔히 사용된다.이 지폐들은 브라질 20, 50, 100 리 지폐, 영국 5, 10, 20 파운드 지폐, 한국 5,000, 10,000, 50,000 원 지폐, 일본 5,000, 10,000 루피 지폐, 인도 50, 100, 500, 2000 루피 지폐, 그리고 현재 유통되고 있는 캐나다, 크로아티아 달러 지폐와 같은 많은 화폐에서 널리 사용되고 있다.e, 및 유로.그것들은 여권, 신분증, 책, 음식 포장, DVD, 스포츠 장비뿐만 아니라 신용 카드와 은행 카드에서도 발견될 수 있다.이러한 홀로그램은 빠르게 움직이는 소비재를 위해 포장에 적층된 접착 스트립부터 전자제품의 홀로그래픽 태그까지 다양한 형태로 나타난다.신원 보호를 위해 텍스트 또는 그림 요소가 포함되어 있고 위조품으로부터 정품 제품을 분리하는 경우가 많습니다.

기타 응용 프로그램

홀로그래픽 스캐너는 소포의 3차원 크기를 결정하기 위해 우체국, 대형 운송 회사, 자동 컨베이어 시스템에서 사용되고 있습니다.이들은 종종 화물 대량 발송을 위한 트럭이나 팔레트와 같은 특정 물량의 자동 사전 포장을 가능하게 하기 위해 수표 제작자와 함께 사용됩니다.엘라스토머에서 생성되는 홀로그램은 탄성과 압축성으로 인해 응력 변형 리포터로 사용될 수 있으며, 가해지는 압력과 힘은 반사된 파장과 상관관계가 있기 때문에 [38]그 색깔이다.홀로그래피 기술은 방사선량 [39][40]측정에도 효과적으로 사용될 수 있다.

높은 보안 번호판

자동차나 오토바이와 같은 자동차 번호판에 보안성이 높은 홀로그램이 사용될 수 있다.2019년 4월 현재 인도 일부 지역의 차량에는 특히 차량 도난의 경우 식별 및 보안을 위해 홀로그래픽 번호판이 필요합니다.이러한 번호판은 차량의 전자 데이터를 보관하고 있으며 고유 ID 번호와 진위 여부를 나타내는 스티커를 부착하고 있다.[41]

비광학 홀로그래피

어떤 웨이브에도 홀로그램을 만들 수 있는 것이 원칙이다.

전자 홀로그래피는 광파가 아닌 전자파에 홀로그래피 기술을 적용한 것이다.전자 홀로그래피는 해상도를 개선하고 투과 전자 현미경의 이상 현상을 피하기 위해 데니스 개버에 의해 발명되었다.오늘날에는 자기장과 전기장이 [42]샘플을 통과하는 간섭파의 위상을 바꿀 수 있기 때문에 박막의 전기장과 자기장을 연구하는 데 일반적으로 사용됩니다.전자 홀로그래피의 원리는 간섭 [43]리소그래피에도 적용될 수 있다.

음향 홀로그래피는 압력 및/또는 입자 속도 변환기의 배열을 통해 소스로부터 떨어진 음향 파라미터를 측정함으로써 소스 근처의 음장을 추정하는 데 사용되는 방법이다.음향 홀로그래피 내에 포함된 측정 기법은 운송, 차량 및 항공기 설계, NVH 등 다양한 분야에서 점점 더 인기를 끌고 있다.음향 홀로그래피의 일반적인 개념은 근접장 음향 홀로그래피(NAH)와 통계적으로 최적의 근접장 음향 홀로그래피(SONAH)와 같은 다른 버전으로 이어졌다.오디오 전달의 경우, 파장 합성이 가장 관련성이 높은 절차입니다.

원자 홀로그래피는 원자광학의 기본 원소의 발달에서 발전해 왔다.플레넬 회절 렌즈와 원자 거울로 원자 홀로그래피는 원자 빔의 물리(및 응용)의 발달에서 자연스러운 단계를 따릅니다.원자 거울과 특히 가시거울을 포함한 최근의 개발은 비록 그러한 홀로그램이 아직 상용화되지는 않았지만 원자 [44]홀로그램의 생성에 필요한 도구를 제공해 왔다.

중성자 빔 홀로그래피는 고체 [45]물체의 내부를 보기 위해 사용되어 왔다.

싱크로트론이나 X선 자유전자 레이저를 방사선원으로, CCD 등의 화소화 검출기를 [46]기록매체로 하여 X선 홀로그램을 생성한다.그런 다음 재구성이 계산을 통해 검색됩니다.가시광선에 비해 X선의 파장이 짧기 때문에 이 방법을 사용하면 공간 [47]분해능이 높은 물체를 촬영할 수 있습니다.자유전자레이저는 강렬하고 일관성 있는 펨토초 범위에서 초단파 및 X선 펄스를 제공할 수 있어 초고속 동적 과정을 [48][49][50]포착하는 데 X선 홀로그래피를 사용해 왔다.

거짓 홀로그램

렌즈 인쇄, 페퍼의 유령 착시(또는 뮤션 아이라이너와 같은 현대 변형), 단층 촬영 및 볼륨 측정 디스플레이에 의해 생성된 효과는 종종 [51][52]홀로그램과 혼동됩니다.이러한 환상을 "가짜 사진"[53][54]이라고 부릅니다.

페퍼의 유령과 2D 비디오.바닥에 표시된 비디오 이미지가 각진 유리 시트에 반사됩니다.

Pepper의 고스트 기법은 이러한 방법 중 가장 쉽게 구현할 수 있는 기술로, "홀로그래픽"이라고 주장하는 3D 디스플레이에서 가장 널리 사용됩니다.극장에서 사용되는 원래의 착시현상은 실제 물리적인 물체와 사람을 무대 바깥에 배치하는 반면, 현대식 변종들은 필요한 깊이 단서를 제공하기 위해 3D 컴퓨터 그래픽으로 생성된 이미지를 표시하는 디지털 스크린으로 원본 물체를 대체한다.그러나 공중에 떠 있는 것처럼 보이는 반사는 여전히 평평하기 때문에 실제 3D 물체를 반사할 때보다 현실성이 떨어진다.

이 디지털 버전의 페퍼 유령 환상의 예로는 2005년 MTV 유럽 뮤직 어워드 및 제48회 그래미 어워드에서의 고릴라즈 공연과 2012년 코첼라 밸리 뮤직 앤 아트 페스티벌에서의 투팍 샤쿠르의 가상 공연이 있으며, 닥터 [55]드레와 함께 스눕 독과 함께 랩을 했다.

스웨덴의 슈퍼그룹 ABBA는 2022년 5월 페퍼즈 [57]고스트의 최신 버전인 기술을 사용하여 디지털 아바타가 많은 사랑을[56] 받는 히트를 치면서 무대로 돌아왔다.

리얼한 이미지를 반투명 스크린에 후방 투사하는 것으로, 한층 더 심플한 착시 효과를 얻을 수 있습니다.그렇지 않으면 스크린의 반투명성이 투영에 의해 배경을 비춰 환상을 깨기 때문에 후면 투영이 필요합니다.

많은 보컬로이드 신시사이저 앱 중 하나인 하츠네 미쿠를 [58]제작한 음악 소프트웨어 회사인 크립톤 퓨처 미디어는 다른 크립톤 보컬로이드들과 함께 "홀로그래픽" 캐릭터로 무대에 서는 콘서트를 제작했다.이 콘서트들은 "홀로그래픽"[61][62] 효과를 얻기 위해 반투명 DILLAD[59][60] 스크린에 후면 투영을 사용합니다.

2011년 베이징에서 의류업체 버버리는 모델의 실물 크기 2-D 투영을 포함한 "Burberry Prorsum 2011 가을/겨울 홀로그램 런웨이 쇼"를 제작했습니다.이 회사의 자체[63] 비디오는 메인 2차원 투영 화면의 중앙 및 중앙에서 벗어난 여러 장면을 보여주며, 후자는 가상 모델의 평면성을 보여줍니다.홀로그래피가 사용됐다는 주장은 무역매체에 [64]사실로 보도됐다.

2015년 4월 10일 마드리드에서는 시민들이 공공장소에서 시위를 하는 것을 금지하는 새로운 스페인 법에 항의하기 위해 유령 같은 가상 시위 군중이 등장하는 "홀로그라마스 포르 라 리베르타드"(Holograms por la Libertad)라는 공공 시각 프레젠테이션이 사용되었다.뉴스 [65]보도에서 "홀로그람 시위"라고 널리 불렸지만, 실제 홀로그래피는 관련되지 않았다. - 그것은 여전히 기술적으로 업데이트된 페퍼의 유령 착시 현상 중 또 다른 변형이다.

픽션에서

주요 기사:소설 속 홀로그래피

홀로그래피는 [66]1970년대 후반부터 영화, 소설, 그리고 TV에서 널리 언급되어 왔으며, 주로 공상과학 소설에서 사용되었다.공상과학소설 작가들은 지나치게 열성적인 과학자들과 기업가들이 [66]퍼뜨린 홀로그래피를 둘러싼 도시전설을 흡수했다.이것은 대부분의 소설에서 홀로그래피의 비현실적인 묘사로 인해 대중들에게 홀로그래피의 능력에 대해 지나치게 높은 기대를 갖게 하는 효과를 가져왔다. 홀로그래피는 때때로 힘의 장([66]force field)을 사용하여 촉각적인 완전한 3차원 컴퓨터 투영이다.이런 유형의 묘사의 예로는 스타워즈의 레이아 공주 홀로그램, 후에 그를 단단하게 만들기 위해 "하드 라이트"로 변환된 레드 드워프의 아놀드 림머, 그리고 스타트렉의 [66]홀로덱과 응급 의료 홀로그램 등이 있다.

홀로그래피는 공상과학 요소를 가진 많은 비디오 게임에 영감을 주었다.많은 제목에서 가상의 [67]홀로그래픽 기술은 자신들을 나무로 위장할 수 있는 Command & Concer: Red Alert 2의 "미라지 탱크"와 같이 홀로그램의 잠재적인 군사적 사용에 대한 실생활의 잘못된 표현을 반영하기 위해 사용되어 왔다.플레이어 캐릭터들은 Halo: Reach, Crysis 2와 같은 게임에서 적을 [67]혼란스럽게 하고 주의를 분산시키기 위해 홀로그램 디코이를 사용할 수 있다.스타크래프트 유령 에이전트 노바는 히어로즈 오브 더 [68]스톰에서 그녀의 세 가지 주요 능력 중 하나로 "홀로 미끼"에 접근할 수 있다.

그러나 홀로그램에 대한 허구적인 묘사는 증강현실과 같은 다른 분야에서의 기술적 진보에 영감을 주었으며,[69] 이는 다른 방법으로 홀로그램에 대한 허구적인 묘사를 완성할 것을 약속한다.

엔칸토에서 브루노 마드리갈의 비전은 홀로그래픽이다.

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