голография — способ создания уникального фотографического изображения без использования объектива. Фотографическая запись изображения называется голограммой, которая выглядит как неузнаваемый узор из полос и завитушек, но при освещении когерентным светом, например лазерным лучом, преобразует свет в трехмерное изображение исходного объекта.
Обычное фотографическое изображение регистрирует изменения в интенсивности света, отраженного от объекта, создавая темные области, где отражается меньше света, и светлые области, где отражается больше света. Однако голография регистрирует не только интенсивность света, но и его фазу, или степень согласованности волновых фронтов, составляющих отраженный свет, друг с другом. Обычный свет некогерентен, то есть фазовые соотношения между множеством волн в луче совершенно случайны; волновые фронты обычных световых волн не совпадают.
Деннис Габор, ученый венгерского происхождения, изобрел голографию в 1948 году, за что спустя более 20 лет (1971) получил Нобелевскую премию по физике. Габор рассматривал возможность улучшения разрешающей способности электронного микроскопа, сначала используя электронный пучок для создания голограммы объекта, а затем исследуя эту голограмму с помощью пучка когерентного света, как показано на рисунке 1. В оригинальной системе Габора голограмма представляла собой запись интерференции между светом, дифрагированным объектом, и коллинеарным фоном. Это автоматически ограничивает процесс тем классом объектов, которые имеют значительные прозрачные области (см. рис. 1A). Когда голограмма используется для формирования изображения, образуются двойные изображения, как показано на рисунке 1B. Свет, связанный с этими изображениями, распространяется в одном и том же направлении, поэтому в плоскости одного изображения свет от другого изображения выглядит как расфокусированный компонент. Хотя определенную степень когерентности можно получить, фокусируя свет через очень маленькое отверстие, этот метод слишком сильно снижает интенсивность света, чтобы использовать его в голографии, поэтому предложение Габора в течение нескольких лет представляло лишь теоретический интерес. Развитие лазеров в начале 1960-х годов внезапно изменило ситуацию. Лазерный луч обладает не только высокой степенью когерентности, но и высокой интенсивностью. В 1970-х годах Валери Томас изобрел способ передачи трехмерных изображений, или голограмм, которые кажутся реальными, что
Из множества видов лазерных лучей два представляют особый интерес для голографии: лазер непрерывных волн (CW) и импульсный лазер. Лазер непрерывной волны излучает яркий, непрерывный луч одного, почти чистого цвета. Импульсный лазер излучает чрезвычайно интенсивную, короткую вспышку света, которая длится всего около 1/100 000 000 секунды. Двое ученых из США, Эмметт Н. Лейт и Юрис Упатниекс из Мичиганского университета, применили КВ-лазер в голографии и добились большого успеха, открыв путь ко многим исследовательским приложениям.
