Warum braucht man zur Aufnahme einen Laser?

Der Streifenabstand liegt in der Größenordnung der Wellenlänge; bei kurzer Kohärenz mittelt sich das Bild heraus. Der Laser liefert eine ausreichende Kohärenzlänge.

Eine vereinfachte Intensität in der Aufnahmeebene: Dichte und Neigung der Streifen kodieren die Phasendifferenz von Referenz und Objekt, wie bei einem dünnen Hologramm.

Wodurch unterscheidet sich ein Volumenhologramm von einem dünnen?

In einer dicken Emulsion gilt die Bragg-Bedingung: die Wiederherstellung ist selektiv in Winkel und Wellenlänge. Das wird hier nicht gerechnet.

Was ist digitale Holografie?

Die Interferenz wird auf einem Bildsensor registriert, die Wiederherstellung geschieht numerisch. Der Sinn von Referenz und Objekt bleibt derselbe.

Prinzip der Holografie

Vereinfachte 2D-Interferenz |E_Ref + E_Obj|²: die Streifen kodieren die Phase; die Beugung bei der Wiederherstellung wird nicht modelliert.

Zum Modell

Das Prinzip der Holografie: die Platte zeichnet nicht nur die Amplitude, sondern auch die Phase der Objektwelle auf. Sie wird durch die Interferenz von Referenz- und Objektwelle belichtet, I ∝ |E_Ref + E_Obj|². Feine Streifen kodieren die Phase. Bei Beleuchtung mit der Referenzwelle stellt die Beugung an der Aufzeichnung die ursprüngliche Front wieder her — dieser Schritt wird hier nicht gerechnet. Das Modell ist eine ebene Referenzwelle und eine Kugelwelle eines Punktes in der Ebene. Es braucht eine große Kohärenzlänge (meist Laser). Nichtlinearität der Emulsion und Volumen-Bragg-Hologramme werden nicht modelliert.

Für wen: Optik im Studium: Phasenaufzeichnung durch Interferenz, Zusammenhang mit dem Youngschen Versuch.

Wichtige Begriffe

Holografie
Referenzwelle
Objektwelle
Interferenzstreifen
Kohärenz
Phasenaufzeichnung

So funktioniert es

Aufnahme: die Belichtung ist proportional zu |E_Ref + E_Obj|² — feine Streifen kodieren die Phase der Objektwelle. Wiederherstellung ist Beugung an der Aufzeichnung (hier nicht gerechnet). Es braucht hohe Kohärenz, meist einen Laser.

Häufige Fragen

Warum braucht man zur Aufnahme einen Laser?: Der Streifenabstand liegt in der Größenordnung der Wellenlänge; bei kurzer Kohärenz mittelt sich das Bild heraus. Der Laser liefert eine ausreichende Kohärenzlänge.
Was zeigt das Bild?: Eine vereinfachte Intensität in der Aufnahmeebene: Dichte und Neigung der Streifen kodieren die Phasendifferenz von Referenz und Objekt, wie bei einem dünnen Hologramm.
Wodurch unterscheidet sich ein Volumenhologramm von einem dünnen?: In einer dicken Emulsion gilt die Bragg-Bedingung: die Wiederherstellung ist selektiv in Winkel und Wellenlänge. Das wird hier nicht gerechnet.
Was ist digitale Holografie?: Die Interferenz wird auf einem Bildsensor registriert, die Wiederherstellung geschieht numerisch. Der Sinn von Referenz und Objekt bleibt derselbe.

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