होलोग्राफिक इमेज का इस्तेमाल आज तेजी से हो रहा है। कुछ का यह भी मानना है कि यह अंततः हमारे लिए ज्ञात संचार के साधनों की जगह ले सकता है। यह पसंद है या नहीं, लेकिन अब यह विभिन्न प्रकार के उद्योगों में सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, हम सभी होलोग्राफिक स्टिकर्स से परिचित हैं। कई निर्माता उन्हें जालसाजी से सुरक्षा के साधन के रूप में उपयोग करते हैं। नीचे दी गई तस्वीर कुछ होलोग्राफिक स्टिकर दिखाती है। उनका उपयोग माल या दस्तावेजों को जालसाजी से बचाने का एक बहुत ही प्रभावी तरीका है।
होलोग्राफी के अध्ययन का इतिहास
किरणों के अपवर्तन से उत्पन्न त्रि-आयामी छवि का अपेक्षाकृत हाल ही में अध्ययन किया जाने लगा। हालाँकि, हम पहले से ही इसके अध्ययन के इतिहास के अस्तित्व के बारे में बात कर सकते हैं। एक अंग्रेजी वैज्ञानिक डेनिस गैबर ने 1948 में पहली बार होलोग्राफी को परिभाषित किया। यह खोज बहुत महत्वपूर्ण थी, लेकिन उस समय इसका महान महत्व अभी तक स्पष्ट नहीं था। 1950 के दशक में काम करने वाले शोधकर्ताओं को एक सुसंगत प्रकाश स्रोत की कमी का सामना करना पड़ा, जो होलोग्राफी के विकास के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण संपत्ति है। पहला लेजर1960 में किया गया था। इस उपकरण से पर्याप्त सुसंगतता वाले प्रकाश को प्राप्त करना संभव है। अमेरिकी वैज्ञानिकों, ज्यूरिस उपटनीक्स और इमेट लीथ ने पहले होलोग्राम बनाने के लिए इसका इस्तेमाल किया। उनकी सहायता से वस्तुओं के त्रिविम चित्र प्राप्त हुए।
बाद के वर्षों में शोध जारी रहा। होलोग्राफी की अवधारणा की खोज करने वाले सैकड़ों वैज्ञानिक पत्र तब से प्रकाशित हुए हैं, और इस पद्धति पर कई किताबें प्रकाशित हुई हैं। हालांकि, इन कार्यों को विशेषज्ञों को संबोधित किया जाता है, सामान्य पाठक को नहीं। इस लेख में हम सब कुछ एक सुलभ भाषा में बताने की कोशिश करेंगे।
होलोग्राफी क्या है
निम्नलिखित परिभाषा प्रस्तावित की जा सकती है: होलोग्राफी एक लेजर का उपयोग करके प्राप्त एक त्रि-आयामी तस्वीर है। हालांकि, यह परिभाषा पूरी तरह से संतोषजनक नहीं है, क्योंकि त्रि-आयामी फोटोग्राफी के कई अन्य प्रकार हैं। फिर भी, यह सबसे महत्वपूर्ण को दर्शाता है: होलोग्राफी एक तकनीकी विधि है जो आपको किसी वस्तु की उपस्थिति को "रिकॉर्ड" करने की अनुमति देती है; इसकी मदद से एक त्रि-आयामी छवि प्राप्त होती है जो एक वास्तविक वस्तु की तरह दिखती है; लेज़रों के उपयोग ने इसके विकास में निर्णायक भूमिका निभाई।
होलोग्राफी और उसके अनुप्रयोग
होलोग्राफी का अध्ययन हमें पारंपरिक फोटोग्राफी से संबंधित कई मुद्दों को स्पष्ट करने की अनुमति देता है। एक दृश्य कला के रूप में, त्रि-आयामी इमेजिंग बाद वाले को भी चुनौती दे सकती है, क्योंकि यह आपको अपने आस-पास की दुनिया को अधिक सटीक और सही ढंग से प्रतिबिंबित करने की अनुमति देती है।
वैज्ञानिक कभी-कभी मानव जाति के इतिहास में युगों को अलग कर देते हैंकनेक्शन जो कुछ सदियों में ज्ञात थे। उदाहरण के लिए, हम प्राचीन मिस्र में मौजूद चित्रलिपि के बारे में बात कर सकते हैं, 1450 में प्रिंटिंग प्रेस के आविष्कार के बारे में। हमारे समय में देखी गई तकनीकी प्रगति के संबंध में, टेलीविजन और टेलीफोन जैसे संचार के नए साधनों ने एक प्रमुख स्थान ले लिया है। यद्यपि होलोग्राफिक सिद्धांत अभी भी अपनी प्रारंभिक अवस्था में है, जब मीडिया में इसके उपयोग की बात आती है, तो यह मानने के कारण हैं कि भविष्य में इस पर आधारित उपकरण हमारे लिए ज्ञात संचार के साधनों को प्रतिस्थापित करने में सक्षम होंगे, या कम से कम उनका विस्तार करने में सक्षम होंगे। गुंजाइश।
विज्ञान-कथा साहित्य और मुख्यधारा के प्रिंट अक्सर गलत, विकृत रोशनी में होलोग्राफी चित्रित करते हैं। वे अक्सर इस पद्धति के बारे में गलत धारणा पैदा करते हैं। पहली बार देखी गई वॉल्यूमेट्रिक छवि मोहित करती है। हालांकि, इसके उपकरण के सिद्धांत की भौतिक व्याख्या भी कम प्रभावशाली नहीं है।
हस्तक्षेप पैटर्न
वस्तुओं को देखने की क्षमता इस तथ्य पर आधारित है कि प्रकाश तरंगें, उनके द्वारा अपवर्तित या उनसे परावर्तित होकर, हमारी आंख में प्रवेश करती हैं। किसी वस्तु से परावर्तित प्रकाश तरंगों को इस वस्तु के आकार के अनुरूप तरंग मोर्चे के आकार की विशेषता होती है। अंधेरे और हल्के बैंड (या रेखाएं) का पैटर्न सुसंगत प्रकाश तरंगों के दो समूहों द्वारा बनाया गया है जो हस्तक्षेप करते हैं। इस प्रकार एक वॉल्यूमेट्रिक होलोग्राफी बनाई जाती है। इस मामले में, प्रत्येक विशेष मामले में ये बैंड एक संयोजन बनाते हैं जो केवल तरंगों के तरंग मोर्चों के आकार पर निर्भर करता है जो एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं। ऐसातस्वीर को हस्तक्षेप कहा जाता है। यह तय किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, एक फोटोग्राफिक प्लेट पर, अगर ऐसी जगह पर रखा जाता है जहां तरंग हस्तक्षेप देखा जाता है।
विभिन्न प्रकार के होलोग्राम
वह विधि जो आपको वस्तु से परावर्तित तरंग मोर्चे को रिकॉर्ड करने (पंजीकरण) करने की अनुमति देती है, और फिर इसे पुनर्स्थापित करती है ताकि पर्यवेक्षक को यह लगे कि वह एक वास्तविक वस्तु देखता है, और होलोग्राफी है। यह इस तथ्य के कारण एक प्रभाव है कि परिणामी छवि वास्तविक वस्तु की तरह ही त्रि-आयामी है।
कई अलग-अलग प्रकार के होलोग्राम हैं जिनके बारे में भ्रमित होना आसान है। किसी विशेष प्रजाति को स्पष्ट रूप से परिभाषित करने के लिए, चार या पाँच विशेषणों का उपयोग किया जाना चाहिए। उनके सभी सेटों में से, हम केवल उन मुख्य वर्गों पर विचार करेंगे जो आधुनिक होलोग्राफी द्वारा उपयोग किए जाते हैं। हालाँकि, पहले आपको विवर्तन जैसी तरंग घटना के बारे में थोड़ी बात करने की आवश्यकता है। यह वह है जो हमें लहर के मोर्चे का निर्माण (या बल्कि, पुनर्निर्माण) करने की अनुमति देती है।
विवर्तन
यदि कोई वस्तु प्रकाश के मार्ग में हो तो उसकी छाया पड़ती है। प्रकाश इस वस्तु के चारों ओर झुकता है, आंशिक रूप से छाया क्षेत्र में प्रवेश करता है। इस प्रभाव को विवर्तन कहते हैं। यह प्रकाश की तरंग प्रकृति द्वारा समझाया गया है, लेकिन इसे सख्ती से समझाना मुश्किल है।
केवल बहुत छोटे कोण में प्रकाश छाया क्षेत्र में प्रवेश करता है, इसलिए हम शायद ही इसे नोटिस करते हैं। हालांकि, अगर इसके रास्ते में कई छोटी बाधाएं हैं, जिनके बीच की दूरी केवल प्रकाश की कुछ तरंग दैर्ध्य है, तो यह प्रभाव काफी ध्यान देने योग्य हो जाता है।
यदि लहर के मोर्चे का गिरना एक बड़ी एकल बाधा पर पड़ता है, तो इसका संबंधित भाग "बाहर गिर जाता है", जो व्यावहारिक रूप से इस तरंग मोर्चे के शेष क्षेत्र को प्रभावित नहीं करता है। यदि इसके मार्ग में बहुत सी छोटी बाधाएं हैं, तो यह विवर्तन के परिणामस्वरूप बदल जाती है जिससे कि बाधा के पीछे फैलने वाले प्रकाश का एक गुणात्मक रूप से भिन्न तरंग मोर्चा होगा।
रूपांतरण इतना तेज है कि प्रकाश दूसरी दिशा में भी फैलने लगता है। यह पता चला है कि विवर्तन हमें मूल तरंग को पूरी तरह से अलग करने की अनुमति देता है। इस प्रकार, विवर्तन वह तंत्र है जिसके द्वारा हम एक नया तरंग मोर्चा प्राप्त करते हैं। उपरोक्त तरीके से इसे बनाने वाले उपकरण को विवर्तन झंझरी कहा जाता है। आइए इसके बारे में और विस्तार से बात करते हैं।
विवर्तन झंझरी
यह एक छोटी प्लेट है जिस पर पतली सीधी समानांतर रेखाएं (लाइनें) लगाई जाती हैं। वे एक-दूसरे से सौवें या एक मिलीमीटर के हज़ारवें हिस्से से अलग हो जाते हैं। क्या होता है यदि एक लेज़र बीम रास्ते में एक झंझरी से मिलती है, जिसमें कई धुंधली अंधेरी और चमकीली धारियाँ होती हैं? इसका एक हिस्सा सीधे जाली से होकर जाएगा, और हिस्सा झुक जाएगा। इस प्रकार, दो नए बीम बनते हैं, जो झंझरी को एक निश्चित कोण पर मूल बीम से बाहर निकालते हैं और इसके दोनों किनारों पर स्थित होते हैं। यदि एक लेज़र बीम में, उदाहरण के लिए, एक फ्लैट वेव फ्रंट है, तो इसके किनारों पर बने दो नए बीम में भी फ्लैट वेव फ्रंट होंगे। इस प्रकार, गुजर रहा हैविवर्तन झंझरी लेजर बीम, हम दो नए वेवफ्रंट (फ्लैट) बनाते हैं। जाहिर है, एक विवर्तन झंझरी को होलोग्राम का सबसे सरल उदाहरण माना जा सकता है।
होलोग्राम पंजीकरण
होलोग्राफी के मूल सिद्धांतों का परिचय दो समतल तरंग मोर्चों के अध्ययन से शुरू होना चाहिए। बातचीत करते हुए, वे एक हस्तक्षेप पैटर्न बनाते हैं, जिसे स्क्रीन के समान स्थान पर रखी गई एक फोटोग्राफिक प्लेट पर रिकॉर्ड किया जाता है। होलोग्राफी में प्रक्रिया के इस चरण (पहला) को होलोग्राम की रिकॉर्डिंग (या पंजीकरण) कहा जाता है।
छवि बहाली
हम मानेंगे कि समतल तरंगों में से एक A है, और दूसरी B है। तरंग A को संदर्भ तरंग कहा जाता है, और B को वस्तु तरंग कहा जाता है, अर्थात उस वस्तु से परावर्तित होता है जिसकी छवि स्थिर होती है. यह किसी भी तरह से संदर्भ तरंग से भिन्न नहीं हो सकता है। हालांकि, त्रि-आयामी वास्तविक वस्तु का होलोग्राम बनाते समय, वस्तु से परावर्तित प्रकाश का एक अधिक जटिल तरंगाग्र बनता है।
फोटोग्राफिक फिल्म पर प्रस्तुत हस्तक्षेप पैटर्न (अर्थात, एक विवर्तन झंझरी की छवि) एक होलोग्राम है। इसे रेफरेंस प्राइमरी बीम (फ्लैट वेव फ्रंट के साथ लेजर लाइट का बीम) के रास्ते में रखा जा सकता है। इस मामले में, दोनों तरफ 2 नए तरंग मोर्चे बनते हैं। इनमें से पहली वस्तु तरंग मोर्चे की एक सटीक प्रति है, जो तरंग बी के समान दिशा में फैलती है। उपरोक्त चरण को छवि पुनर्निर्माण कहा जाता है।
होलोग्राफिक प्रक्रिया
दो द्वारा बनाया गया हस्तक्षेप पैटर्नसमतल सुसंगत तरंगें, एक फोटोग्राफिक प्लेट पर इसकी रिकॉर्डिंग के बाद, यह एक ऐसा उपकरण है जो इन तरंगों में से एक की रोशनी के मामले में, दूसरी समतल तरंग को पुनर्स्थापित करने की अनुमति देता है। इसलिए, होलोग्राफिक प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण होते हैं: होलोग्राम (हस्तक्षेप पैटर्न) के रूप में तरंग वस्तु के सामने पंजीकरण और बाद में "भंडारण", और किसी भी समय जब संदर्भ तरंग होलोग्राम से गुजरती है तो इसकी बहाली।
ऑब्जेक्टिव वेव फ्रंट वास्तव में कुछ भी हो सकता है। उदाहरण के लिए, इसे किसी वास्तविक वस्तु से परावर्तित किया जा सकता है, यदि साथ ही यह संदर्भ तरंग के सुसंगत है। सुसंगतता के साथ किन्हीं दो तरंग मोर्चों द्वारा निर्मित, हस्तक्षेप पैटर्न एक ऐसा उपकरण है जो विवर्तन के कारण, इन मोर्चों में से एक को दूसरे में बदलने की अनुमति देता है। यह यहाँ है कि होलोग्राफी जैसी घटना की कुंजी छिपी हुई है। इस संपत्ति की खोज करने वाले पहले व्यक्ति डेनिस गैबर थे।
होलोग्राम द्वारा बनाई गई छवि का अवलोकन
हमारे समय में, होलोग्राम पढ़ने के लिए एक विशेष उपकरण, एक होलोग्राफिक प्रोजेक्टर का उपयोग किया जाने लगा है। यह आपको एक छवि को 2D से 3D में बदलने की अनुमति देता है। हालांकि, साधारण होलोग्राम देखने के लिए, होलोग्राफिक प्रोजेक्टर की बिल्कुल भी आवश्यकता नहीं होती है। आइए संक्षेप में बात करते हैं कि ऐसी छवियों को कैसे देखा जाए।
सरलतम होलोग्राम से बने प्रतिबिम्ब को देखने के लिए आपको इसे आँख से लगभग 1 मीटर की दूरी पर रखना होगा। आपको विवर्तन झंझरी के माध्यम से उस दिशा में देखने की जरूरत है जिसमें समतल तरंगें (पुनर्निर्मित) इससे निकलती हैं।चूंकि यह समतल तरंगें हैं जो पर्यवेक्षक की आंख में प्रवेश करती हैं, इसलिए होलोग्राफिक छवि भी सपाट होती है। यह हमें एक "अंधी दीवार" की तरह प्रतीत होता है, जो समान रूप से प्रकाश द्वारा प्रकाशित होता है जिसमें संबंधित लेजर विकिरण के समान रंग होता है। चूंकि यह "दीवार" विशिष्ट विशेषताओं से रहित है, इसलिए यह निर्धारित करना असंभव है कि यह कितनी दूर है। ऐसा लगता है जैसे आप अनंत पर स्थित एक विस्तारित दीवार को देख रहे हैं, लेकिन साथ ही आप इसका केवल एक हिस्सा देखते हैं, जिसे आप एक छोटी "खिड़की" यानी होलोग्राम के माध्यम से देख सकते हैं। इसलिए, एक होलोग्राम एक समान रूप से चमकदार सतह है जिस पर हमें ध्यान देने योग्य कुछ भी दिखाई नहीं देता है।
विवर्तन झंझरी (होलोग्राम) हमें कई सरल प्रभावों का निरीक्षण करने की अनुमति देता है। उन्हें अन्य प्रकार के होलोग्राम का उपयोग करके भी प्रदर्शित किया जा सकता है। विवर्तन झंझरी से गुजरते हुए, प्रकाश पुंज विभाजित हो जाता है, दो नए पुंज बनते हैं। किसी भी विवर्तन झंझरी को रोशन करने के लिए लेजर बीम का उपयोग किया जा सकता है। इस मामले में, विकिरण को इसकी रिकॉर्डिंग के दौरान उपयोग किए गए रंग से भिन्न होना चाहिए। रंग बीम का झुकने वाला कोण इस बात पर निर्भर करता है कि उसके पास किस रंग का है। यदि यह लाल (सबसे लंबी तरंगदैर्घ्य) है, तो ऐसी किरण नीली किरण से अधिक कोण पर मुड़ी हुई है, जिसकी तरंगदैर्घ्य सबसे कम है।
विवर्तन झंझरी के माध्यम से, आप सभी रंगों के मिश्रण को छोड़ सकते हैं, अर्थात सफेद। इस मामले में, इस होलोग्राम का प्रत्येक रंग घटक अपने कोण पर मुड़ा हुआ है। आउटपुट एक स्पेक्ट्रम हैएक प्रिज्म द्वारा निर्मित के समान।
विवर्तन झंझरी स्ट्रोक प्लेसमेंट
विवर्तन झंझरी के स्ट्रोक एक दूसरे के बहुत करीब होने चाहिए ताकि किरणों का झुकना ध्यान देने योग्य हो। उदाहरण के लिए, लाल बीम को 20 डिग्री तक मोड़ने के लिए, यह आवश्यक है कि स्ट्रोक के बीच की दूरी 0.002 मिमी से अधिक न हो। यदि उन्हें अधिक निकट रखा जाए, तो प्रकाश पुंज और भी अधिक मुड़ने लगता है। इस झंझरी को "रिकॉर्ड" करने के लिए, एक फोटोग्राफिक प्लेट की आवश्यकता होती है, जो इस तरह के बारीक विवरण दर्ज करने में सक्षम है। इसके अलावा, यह आवश्यक है कि प्लेट एक्सपोजर के दौरान और साथ ही पंजीकरण के दौरान पूरी तरह से स्थिर रहे।
थोड़ी सी भी हलचल के साथ तस्वीर को काफी धुंधला किया जा सकता है, और इतना अधिक कि यह पूरी तरह से अप्रभेद्य हो जाएगा। इस मामले में, हम एक हस्तक्षेप पैटर्न नहीं देखेंगे, लेकिन केवल एक कांच की प्लेट, इसकी पूरी सतह पर समान रूप से काले या भूरे रंग के। बेशक, इस मामले में, विवर्तन झंझरी द्वारा उत्पन्न विवर्तन प्रभावों को पुन: प्रस्तुत नहीं किया जाएगा।
ट्रांसमिशन और रिफ्लेक्टिव होलोग्राम
हमने जिस विवर्तन झंझरी पर विचार किया है, उसे पारगम्य कहा जाता है, क्योंकि यह इससे गुजरने वाले प्रकाश में कार्य करता है। यदि हम झंझरी रेखाओं को पारदर्शी प्लेट पर नहीं, बल्कि दर्पण की सतह पर लगाते हैं, तो हमें एक परावर्तक विवर्तन झंझरी प्राप्त होगी। यह विभिन्न कोणों से प्रकाश के विभिन्न रंगों को परावर्तित करता है। तदनुसार, होलोग्राम के दो बड़े वर्ग हैं - परावर्तक और संचारी। पूर्व को परावर्तित प्रकाश में देखा जाता है, जबकि बाद वाले को संचरित प्रकाश में देखा जाता है।
