ホログラフィーの原理 | holographic-recording-process

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	ホログラフィーの原理ホログラフィーの応用

白黒の写真は光強度 (光波の電場における振幅の二乗) が記録された点の集まりで、どの点も光強度という1つの情報しかない。カラー写真は (実際は光の三原色に相当する3つの波長のみであるが)さらに光の波長の情報が加わる。しかし、ホログラムでは光の電場の振幅や波長の情報だけでなくそれに位相の情報が加わる。写真では位相の情報は失われるが、ホログラムにおいては (通常は単一波長であるがカラーも可能である) 光の電場の振幅と位相が記録される。像が再生される時にできる放射光は完全な 3次元像となる。ホログラフィーと写真の違いはここにある。

一度フィルムが現像されると、参照光が再度照射されたときにフィルム上の干渉縞によって回折が起き、光強度と位相が再現された物体光ができる。光強度と位相が再現されているため像は3次元となる。観察者が動くと映し出された像は回転しているように見える。

image from arts.osu.edu

ホログラフィは物体光と参照光の干渉が必要となるため、記録・再生にはレーザーが使われるのはコヒーレンスな光波が必要だからである。ただ、レーザーが発明されるより前のホログラムは、水銀灯のような不便なコヒーレント光源を利用していた。

光のコヒーレンス長によって像の最大の深さが決まる。レーザーは通常数十センチメートルから数メートルのコヒーレンス長を持ち深い像を作ることができる。レーザーポインターはホログラフィーに利用するにはコーヒーレンス長が短かすぎるとされてきたが、小さなホログラムであれば作ることができる。大きなアナログホログラムはレーザーの電力が低すぎてレーザーポインターでは作ることができない。デジタルホログラフィーを利用すればこの問題に悩まされることはない。