Holography

소개

홀로그램을 직접 만들어모고 작성한 레포트

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 실험장치
4. 실험방법
5. 실험결과 : 물체 홀로그램

본문내용

1. 실험목적
레이저를 이용하여 투과형 홀로그램을 제작하고 이로부터 파면에 대한 정보를 필름에 기록하는 원리를 파동의 간섭성으로부터 이해한다. 또한 이렇게 만들어진 홀로그램을 레이저로 조명하여 입체상을 재생하여 그 원리를 알아낸다. 이 실험에서는 홀로그래피의 여러 방식 중 백색광으로도 입체상을 볼 수 있는 투과형 홀로그램을 제작한다.

2. 이론
1947년 영국의 과학자 데니스 게이버(Dennis Gaber)는 전자현미경에서 전자의 물질파 파면(wave front)에 대한 정보를 필름면에 기록하여 이를 전자보다 만 배 이상의 파장을 가지고 있는 가시광선으로 재생하여 전자현미경의 배율을 획기적으로 높일 수 있을 것이라는 원리를 제안하였다. 그 당시에는 레이저가 나오기 이전이었으므로 가시광원으로서 저압 수은등의 546.1nm의 초록색 빛을 이용하였다. 그의 이론은 실현이 되었으나 재생파를 입사파로부터 완전히 분리하기에 불편한 점이 많아서 크게 주목받지는 못하였다. 그러나 게이버의 발상은 물체의 영상을 명암으로만 기록하는 통상적인 사진술과 전혀 다르게 물체에서 방출되는 빛의 파면에 대한 정보를 필름에 기록하는 혁신적인 것이다. 이렇게 기록된 필름을 게이버는 홀로그램(hologram)이라 불렀다. 홀로그램에서 다시 그 파면을 재생하면 완벽하게 그 물체로부터 퍼져나가는 것과 같은 빛을 만들어 낼 수 있어 물체가 실지 그대로의 상태로 있는 것처럼 관측케 한다. 이러한 기술을 홀로그래피라 한다.
1961년 He-Ne 레이저가 나온 후 미국의 레이스(E.Leith)에 의하여 이 특별하게 간성성이 좋은 빛을 이용한 오늘날의 홀로그래피가 재발견되었다. 그후 계속해서 새로운 형태의 홀로그래피가 속속 발표되었고 또한 이를 응용한 신기술들이 개발되어 1960년대의 과학계를 흥분시켰다.

그림 1. 필름면에 기준파(reference wave)와 물체파(object wave)의 간섭무늬가 기록된다. (a)에서 두 파가 만드는 무늬가 등간격의 격자형태가 되는 것을 보이고 있다. 보강간섭을 하는 곳에서는 필름이 검게 되어 현상후에는 빛을 통과시키지 못하게 된다. (b)에서 파장과 기울어진 각도로 격자의 간격을 계산할 수 있다. (c)에서 현상된 필름에 기준파만 비추어지면 격자에 의한 회절무늬가 여러 개 생긴다. 격자를 통과한 빛이 나아가는 방향은 n=-2, -1, 0, 1, 2, ...등인데 이중 n=1의 파가 원래의 물체파와 같은 것이다. (d)에서 n=1의 파가 나가는 각을 작도로서 보였다. 이는 (b)와 같은 삼각형으로 회절각이 결정됨을 보여주고 있다.

1) 투과형 홀로그래피의 원리
홀로그램은 물체에서 반사, 회전된 빛(물체파)을 그 빛과 간섭성이 있는 다른 파(기준파)와 간섭시켜 간섭무늬를 필름에 기록한 것이다. 간섭무늬가 기록된 필름을 원래의 기준파에 놓으면 필름을 통과한 빛은 빛의 회절 원리에 의하여 물체에서 나온 것과 같은 파가 나오게 된다.

참고자료

· - "레이저와 홀로그래피" W.E.칵 지음 이상수 옮김 현대과학신서
· - "현대광학" 김 종오 지음 과학서적센타 5장
· - "HOLOGRAPHY HAND BOOK" Fred Unterseher, Jeannene Hansen, Bob Schlesin 공저 ROOS BOOKS