holografija [grško, ‘popolna slika’], postopek za tridimenzionalno snemanje predmetov, ki temelji na osnovi interference med koherentnimi (koherenca) snopi svetlobe. Kot izvor svetlobe uporabijo laser, ki edini seva enobarvno (monokromatsko) koherentno svetlobo. Laserki žarek najprej s polprepustnim zrcalom razdelijo na dva svetlobna snopa, nato pa razširijo. Prvi (referenčni snop) potuje neposredno proti fotografski plošči, drugi pa pade na predmet. Od njega odbita svetloba (primarna svetloba) ima v razl. smereh različno intenziteto in fazo. Del odbite svetlobe, ki se odbije proti fotografski plošči, se tam sešteje z neposrednim snopom, ki ima konstantno fazo. Na fotografski plošči, ki je pravokotna na smer odbite svetlobe, nastane interferenčna slika. Na krajih z enako fazo med primarnim in referenčnim snopom je fotografska emulzija močno osvetljena, na krajih z nasprotno fazo pa neosvetljena. Po razvitju fotografske plošče nastane negativna slika, hologram, na kateri predmeta pri normalni svetlobi ne moremo videti. Če hologram presvetlimo z referenčnim snopom, nastane zaradi uklona referenčne svetlobe na interferenčnih linijah holograma za ploščo enaka porazdelitev svetlobe, njene intenzitete in faze, kot je ustrezala primarni svetlobi. S tem je slikani predmet optično rekonstruiran. Nastane prostorska slika predmeta, ki jo lahko opazujemo iz razl. perspektiv in lahko tudi fotografiramo. Področja uporabe holografije so mikroskopija premičnih predmetov, holografska rentgenska mikroskopija, kodiranje, korekturne plošče za leče. Mogoči so tudi večbarvni hologrami. Osnove za hologram so podali D. Gabor, E. Leith, J. Upatnicks in G. W. Stroke.
Kratek pregled: holografija Tridimenzionalnega predmeta z uporabo konvencionalne fotografske optike na ravno ploskev ne moremo preslikati v vseh treh dimenzijah. Če pa na sliko poleg porazdelitev amplitud (kot počrnitev) zapišemo še fazo (kot interferenčne figure) svetlobe, ki se odbija od predmeta, pa lahko s Huygensovim načelom sliko rekonstruiramo v vseh treh dimenzijah. Slike te vrste imenujemo hologrami, postopek izdelave pa holografija [grško, ‘popolna slika’]. Zapis faznega razmerja se pri tem opravi na osnovi postopka, ki ga je razvil Denis Gabor, s seštevanjem svetlobe s predmeta in referenčnega snopa znane faze (npr. z ravnim valovanjem). To zahteva, da je valovni paket svetlobe dolgotrajno koherenten (velikostni razred 1 meter, odvisno od predmeta). Svetlobo s tako dolgo koherenco je prinesel šele razvoj laserjev. Snemanje holograma: pri osvetlitvi predmeta s koherentno svetlobo se seštejeta dva snopa svetlobe. Prvi je odbit od predmeta, drugi pa nemoten (referenčni snop). Nastane interferenčni vzorec, ki ga prenesemo na fotografski film visoke ločljivosti, kjer nastane hologram. Naprava za snemanje holograma je sestavljena tako, da snop svetlobe, odbite od predmeta, opravi približno enako dolgo pot kakor referenčni snop. Potem zahteve po koherentnosti svetlobe (tj. dolžina valovnih paketov svetlobe) niso tako ostre. Reprodukcijo holograma opravimo s presvetlitvijo negativa posnetka z lasersko svetlobo ali kakšnim drugim dovolj monokromatskim izvorom svetlobe. Svetloba se uklanja na interferenčnih strukturah holograma. Opazovalcu se za hologramom prikaže valovno polje s sliko predmeta in izvirni predmet je tridimenzionalno rekonstruiran. Počrnitev fotografskega filma se pri hologramu močno razlikuje od navadne fotografije. Pri osvetlitvi z navadno svetlobo se zdi hologram le kaotičen črtast in pikčast vzorec. Pri rekonstrukciji z monokromatsko svetlobo pa nastane tridimenzionalni (navidezni) predmet, ki ga lahko celo fotografiramo. Hologram lahko rekonstruiramo tudi s svetlobo druge valovne dolžine, kakor jo je bila imela svetloba pri snemanju. Slika tedaj spremeni barvo in velikost. Posebno nenavadno je, da lahko hologram razlomimo na več koščkov, s tem pa ne delimo tudi slike: vsak del holograma vsebuje informacijo o vsej sliki in v njem lahko opazimo ves predmet. Sliki, ki se rekonstruira iz manjših koščkov, se poslabša ostrina in zmanjša kot opazovanja. Rekonstrukcija holograma v beli svetlobi je nekoliko zahtevnejša. Za fotografsko plastjo je še sloj emulzije, za njim pa je nameščeno zrcalo. Svetloba se od njega odbije in interferira z vpadlo svetlobo. V emulziji nastanejo interferenčne počrnitve, ki pri rekonstrukciji delujejo kakor filter za posamezne barve. S tem ne rekonstruirajo samo oblike predmeta, ampak tudi njegovo barvo. V resnici barve holograma niso popolnoma enake, kakor jih je imel predmet, ampak se nekoliko spreminjajo s kotom opazovanja. Pri rekonstrukciji takšnih hologramov je poudarjena prostorska struktura slike. Večplastni posnetki so lahko tudi barvni. Gabriel Lippmann je s postopkom, podobnim holografiji, že leta 1900 naredil lepe posnetke spektralnih črt. Uporabil je zelo drobnozrnat fotografski sloj, ki je bil na hrbtni strani posrebren in je deloval kot zrcalo. Vpadni svetlobni valovi so se zato odbili nazaj skozi sloj in v emulziji ustvarili stojno valovanje, ki je na svojih valovnih hrbtih počrnilo emulzijo. Nastala je množica počrnjenih točk (odvisno od debeline sloja in valovne dolžine med 20 in 40), katerih razmiki so bili določeni z valovno dolžino posnete svetlobe. Pri opazovanju sliko osvetlimo z belo svetlobo. Počrnjeni sloji absorbirajo vse valovne dolžine, ki ne ustrezajo vzorcu v plasti. Pri osvetlitvi vidimo tako le spektralno barvo, ki je bila na tem mestu tudi pri osvetljevanju. Lippmann je s tem postal začetnik belobarvne holografije, ki se je slabih 100 let pozneje močno razširila. Njegovi posnetki so (na črno-belem filmu) tako dobri, kakor jih zdaj dosežejo le z najsodobnejšimi snemalnimi in reprodukcijskimi metodami. Avtor Richard Knerr
Dostopnost