홀로그래피(Holography)에 의한 홀로그램(Hologram)

[살점]

The word holography comes from the Greek words ὅλος (holos; "whole") and γραφή (graphē; "writing" or "drawing").

A hologram is a photographic recording of a light field, rather than an image formed by a lens.




hologram (n.)

1949, coined by Hungarian-born British scientist Dennis Gabor (Gábor Dénes), 1971 Nobel prize winner in physics for his work in holography; from Greek holos "whole" (here in sense of "three-dimensional;" from PIE root *sol- "whole, well-kept") + -gram.



hologram (n.)

the intermediate photograph (or photographic record) that contains information for reproducing a three-dimensional image by holography;

홀로그래피(Holography)란, 두 개의 레이저광이 서로 만나 일으키는 빛의 간섭 현상을 이용하여 입체 정보를 기록하고 재생하는 기술을 의미한다. 또한 홀로그램(Hologram)은 그 기술로 촬영된 것을 가리킨다.

홀로그램이란, '완전함' 혹은 '전체' 라는 뜻의 'Holo'와 '메시지', '정보'라는 뜻의 'Gram'이 합쳐진 말이다.


기본 원리 자체는 이미 1947년에 고안되었으나 실제 산업적 이용은 1983년 마스터카드에서 위조 방지를 위해 도입하며 본격 시작되었고, 소프트웨어의 복제방지를 비롯해 지폐 또는 서류의 위조방지 등을 위해 널리 사용되어 왔다.[2]

원리

홀로그래피의 기록 방법

홀로그래피의 파원(波源)으로서는 일반적으로 레이저 광이 많이 사용되고 있다. 그것은 레이저가 현재로서는 인류가 만들어 낼 수 있는 유일하게 코히런트(coherent)한 광원이기 때문이다. 파동의 공간적 퍼짐이 균일하고 위상이 규칙성을 가지고 있는 상태를 코히런트(coherent)라고 한다.

코히런트한 빛이란, 빛의 파장(주파수)과 위상이 매우 정돈된 파를 말한다. 조용한 수면에 돌을 하나 던졌을 때, 수면에 번져 가는 물결과 같은 것이다. 이에 비하여 태양이나 형광등, 백열등 등의 빛은 불규칙하고 코히런트하지 않다. 수면에 많은 돌을 어지럽게 던졌을 때의 물결과 같은 것이다. 코히런트한 물결은 음파나 전파로는 쉽게 만들 수 있었지만, 빛의 영역에서는 레이저가 발명되기까지는 실현되지 못했었다.

동일한 파의 진로에 물체가 있으면, 파는 물체의 표면에서 반사되어 원래의 빛과 만나 간섭 무늬를 만든다. 이 간섭 무늬의 패턴은 물체 표면에서의 거리에 의하여 결정된다. 다시 말해서 간섭 무늬에는 물체의 정보가 기록되어 있다. 그래서 적당한 장소에 사진 필름을 놓고 노광(露光)하면 필름면에 간섭 무늬가 기록된다.


레인보우 홀로그램을 만드는 방법

현상한 필름에는 물체의 상이 보이지 않는다. 여기에 코히런트한 빛(참조광(參照光))이나 일반 백색광을 같은 각도로 통과시키면 필름상의 간섭 무늬로 빛이 회절하여 똑같은 무늬가 재현된다. 이것을 필름을 통해서 보면 물체의 입체상이 보이는 것인데 이와 같은 필름을 홀로그램이라 한다.

홀로그램은 여러 조각으로 나눌 경우에도 각각의 조각에서도 전체 상을 재현할 수 있다. 조각이 작아질수록 상은 점점 희미해진다.

동일한 파라면 음파에서나 전파에서도 같은 현상이 일어난다. 탁한 물 속에 있는 물체의 모양을 측정하는 데에 코히런트한 초음파를 사용하는 연구도 진행되고 있다.



Holography

Holography was born out of a challenging technological problem—the need to improve the resolution of the electron microscope, which was limited by the spherical aberration of the electron lenses. Since a long coherence length source is needed to record a hologram of an object, holography remained practically dormant after its invention by Gabor in 1948 until the arrival of the laser. Earlier recordings of three-dimensional objects were made on spectroscopic plates, and the results were very impressive. Holography, therefore, came to be known as three-dimensional (3D) photography. However, it is more than ordinary stereo photography as it provides 3D views with changing perspectives.

Holography records the complex amplitude of a wave coming from an object rather than the intensity distribution in the image, as is the case in photography (Fig. 1). Holography literally means total recording, that is, recording of both the phase and the amplitude of a wave. The recording of the complex amplitude is accomplished by interference inasmuch as all the detectors in the optical regime are energy detectors. For recording amplitude and phase, a reference wave is added to the object wave at the recording plane. The recording is performed on a variety of media (photoemulsions, photopolymers, thermoplastics, etc.). The record, called a hologram, is like a window with a memory; it can reconstruct a truly 3D image of the original object. Practical considerations are detailed in Cloud (1995).