F6210 Aplikace a experimentální demonstrace holografie

Přírodovědecká fakulta
jaro 2004
Rozsah
2/0/0. 2 kr. Ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Ivan Ohlídal, DrSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Jan Janča, DrSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Ivan Ohlídal, DrSc.
Předpoklady
Pro studium tohoto předmětu jsou potřebné znalosti získané po úspěšném absolvování předmětu Kmity, vlny, optika.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Holografie je vyznamnou optickou disciplinou, která se intenzivně rozvíjí v posledních čtyřiceti letech po objevu laseru. V současné době nachází významné uplatnění v základním výzkumu, aplikovaném výzkumu i praxi (např. v průmyslu, bankovnictví, zdravotnictví, umění atd.). V přednášce jsou vyloženy fyzikální principy holografie, tj. je vysvětlena podstata dvou základních procesů, na nichž je založeno holografické zobrazování předmětů. Prvním procesem je záznam hologramu využívající interfernce světelných vln. Druhým procesem je pak rekonstrukce hologramu spočívající v interakci světla s hologramem (tj. především v difrakci světla na hologramu). Následně jsou popsány hlavní rozdíly mezi klasickou fotografií a holografickým zobrazováním. Je ukázáno, že pomocí holografie obdržíme úplnou optickou informaci o předmětu na rozdíl od klasické fotografie (prostorovost holografického obrazu, možnost pozorování obrazu z různých zorných úhlů atd.). Vzhledem k tomu, že při aplikaci holografie v praxi se používá různých typů hologramů, je dále provedena klasifikace typů hologramů spolu s popisem jejich vlastností. Jsou rovněž vysvětleny základy barevné holografie.V následující části přednášky jsou vyloženy základní aplikace holografie ve výzkumu a praxi. Pozornost je především soustředěna na holografickou interferometrii a topografii a jejich použití v konkrétních problémech (např. při studiu povrchů objektů, vibrací objektů, defektů předmětů atd.). Dále jsou vysvětleny další vyznamné aplikace optické holografie v různých oblastech lidské činnosti jako např. při konstrukci duplikátů předmětů, zlepšování kvality rozostřených klasických fotografií, zhotovování identifikačních symbolů, realizaci holografické mikroskopie, vytváření holografických mřížek a pamětí atd. Pozornost je věnována také základům holografické kinematografie a televize. Teoretický výklad je bohatě ilustrován demonstrací (ukázkami) rekonstrukce hologramů různých typů včetně demonstrací aplikací holografické interferometrie a topografie při řešení některých praktických problémů.
Osnova
  • I.Základy holografie: I.1 Úvod do problematiky. I.2 Princip holografie (záznam a rekonstrukce hologramu). I.3 Základní vlastnosti holografického obrazu. I.4 Srovnání s klasickými fotografiemi. I.5 Klasifikace hologramů (hologramy reflexní a transmisní, Fresnelovy, Fourierovy a Fraunhoferovy). I.6 Konkrétní příklady plošných hologramů (Gaborův a Leith-Upatnieksův hologram). I.7 Zobrazovací vlastnosti plošných hologramů (rozlišovací schopnost, hloubka ostrosti, zvětšení, charakteristiky prostorovosti, aberace holografického obrazu). I.8 Konkrétní příklady objemových hologramů (Lippmanův-Braggův a Denisjukův hologram). I.9 Srovnání zobrazení pomocí plošného a objemového hologramu. I.10 Barevná holografie pomocí plošných a objemových hologramů. I.11 Význam koherence a polarizace světla pro holografické zobrazení. I.12 Experimentální aspekty holografie. II.Aplikace holografie: II.1. Holografická interferometrie (metody jednoho a dvou hologramů). II.2 Interferometrie pohyblivých předmětů. II.3 Holografická topografie. II.4 Holografické mřížky. II.5 Restaurování prostorové informace (oprava klasických fotografií). II.5 Holografické paměti. II.6 Holografická mikroskopie. II.7 Holografická kinematografie a televize.
Literatura
  • MILER, Miroslav. Holografie. Praha: SNTL, 1974, 272 s. Populární přednášky o fyzice 22. info
  • COLLIER, Robert J., Christoph B. BURCKHARDT a Lawrence H. LIN. Optical Holography. New York: Academic Press, 1971, 688 s. info
Metody hodnocení
Přednáška s experimentálními demonstracemi
Další komentáře
Předmět je vyučován jednou za dva roky.
Výuka probíhá každý týden.
L.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2000, jaro 2002, jaro 2006, jaro 2008, jaro 2010, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2014, jaro 2016, jaro 2018, jaro 2020, jaro 2022, jaro 2024.