Transcript PeP Vorlesung zur Holografie

Holographie
Kerstin Grieger
Ein Hologramm selbst machen?
Unmöglich?
Bei uns nicht!
1. Vergleich von Foto und Hologramm
• griech. holos:
ganz, vollständig
• griech. graphein: aufschreiben, aufzeichnen
Foto:
Holographie:
Aufzeichnung der Amplitudeninformation des Objektes
Aufzeichnung der Amplitudenund Phaseninformation des Objektes
Zweidimensional
Dreidimensional
• Phase wird über Interferenz
gespeichert
1. Objektstrahl
1.
2.
Objektstrahl
Referenzstrahl
2. Photoplatten für Holographie
Glasplatte mit aufgedampfter Emulsionsschicht
Emulsionsschicht ist dicker als eine Wellenlänge!
1.
gelatinehaltige Silbernitrat (AgNO3)- und
Ammoniumbromid (NH4Br)- Lösungen
2.
Silberbromid fällt in Form von Mikrokristalle aus
3. Kristalle lässt man zwischen 1 bis 3 μm wachsen
Korngröße beeinflusst Empfindlichkeit und
Auflösungsvermögen
Arbeiten in der Dunkelkammer
1.
Belichten:
• Objekt und Referenzstrahl
interferieren mehrmals in der
Emulsionsschicht!
• Je nach Stärke des Lichtes (Interferenz)
das auf einen Kristall trifft werden mehr
oder weniger Atome eines Kristalls
angeregt
• Jede Wellenfront interferiert mehrmals
innerhalb der Emulsionsschicht!
•
Chemische Reaktion
1. Br - → Br + e- Oxidation
2. Ag+ + e- → Ag Reduktion
• Entstehung eines latenten Bildes
Arbeiten in der Dunkelkammer
Entwickeln:
• Silberbromid Kristalle bestehen aus ca. 10 Millionen Atomen
• werden von einem Kristall nur 4 Ionen zu Silber reduziert, so wird bei der
Entwicklung der ganze Kristall vollständig zu Silber reduziert
• Entwicklung wird durch ein Essigbad gestoppt
Bleichen:
• Silberkristalle werden aus der Emulsionsschicht herausgewaschen
• Schicht sieht jetzt aus wie ein Schwamm
• Schicht hat an verschiedenen Stellen verschiedene Brechungsindizes
3. Warum sieht man das Bild?
Betrachtung unter Laserlicht:
• Licht fällt auf die durchlöcherte Schicht
• dringt unterschiedlich tief ein (winkel- und ortsabhängig) und wird reflektiert
• Licht breitet sich, wegen der verschiedenen Brechungsindizes, unterschiedlich
schnell in der Schicht aus
• Reflektierte Lichtstrahlen kommen
mit unterschiedlichen Phasen am
Auge an
• Strahlen interferieren im Auge,
Mensch sieht das Bild
• Je nach Winkel interferieren die
Strahlen anders, man kann das Bild
von rechts und von links betrachten!
Warum sieht man das Bild?
Weißes Licht
• besteht aus den Regenbogenfarben
• nur das rote Licht passt genau in die Abstände und trägt hauptsächlich zur
Entstehung des Bildes im Auge bei
• andere Wellenlängen werden direkt an der Oberfläche diffus reflektiert und
tragen nicht zum Bild bei
• Betrachtung möglich, Kontrast und Auflösung schlechter
4. Verschiedene Hologrammtypen
Transmissionshologramm
Wird später von hinten
(durchgehendem Licht) beleuchtet
Reflexionshologramm
Wird später von vorne
(reflektierendes Licht) beleuchtet
5. Herstellen eines Hologrammes
Aufbau:
Vorteile:
• einfacher
• Stoß sicherer, Objekt und Platte schwingen zusammen
Wenn die Laufstrecke des Laserstrahls minimal verändert wird (wackelnder
Tisch, aufstützen, herumlaufen etc.) , wird die Schicht mehrmals belichtet,
das Interferenzmuster verschwimmt, das Hologramm ist nicht mehr zu
erkennen!
6 Sicherheitsbelehrung
1. Laser
• gearbeitet wird in der
Dunkelkammer, d.h. die Pupille
des Auge ist weit geöffnet und
verstärkt den Laserstrahl
um ~ 105 , das reicht um
den schärfsten Punkt des
Sehvermögens zu zerstören!
• Nie direkt in den Strahl blicken!
Sicherheitsbelehrung
2. Chemikalien
• nichts essen, nichts trinken, Hände waschen, nicht die Augen reiben!
• im Notfall sofort mit Wasser spülen!
• Das Arbeiten mit dem Chemikalien ist nur in Anwesenheit eines Assistenten
gestattet.
• Bei unvorhergesehenen Zwischenfällen wie z.B. Unwohlsein oder Verletzungen ist
sofort der Praktikumsleiter/ Assistent zu informieren.
• Auf andere Teilnehmer des Praktikums ist Rücksicht zu nehmen.
• Jeder Teilnehmer übernimmt bei Beginn seines Arbeitsganges die Verantwortung
für seine Tätigkeiten.