דניס גאבור והמצאת ההולוגרפיה שלו

מהי הולוגרפיה?

הולוגרמה היא תמונה ויזואלית המופקת באמצעות לייזרים. זוהי הקלטה אופטית של דפוס ההפרעות שנוצר כאשר אור לייזר מוחזר מאובייקט, בדומה לתמונה המתועדת בשקופית או בסרט מוקרנים. בניגוד לתמונה מוקרנת, הניתנת לצפייה רק מצד אחד, ניתן לראות הולוגרמה מכל זווית והיא נראית תלת מימדית. למרות שהמילה "הולוגרפיה" הופיעה רק באמצע המאה ה-20, התופעה קיימת מאז ימי קדם. למעשה, ההולוגרמות הראשונות כנראה נחצבו באבן והתגלו על ידי היוונים הקדמונים. כיום, הולוגרמות משמשות במגוון רחב של יישומים, כגון כרטיסי אשראי, תגי זיהוי, שבבים וניתוחי לייזר.

המחקר של גאבור על הולוגרפיה

בתחילת שנות ה-40, החל גאבור את מחקרו על הולוגרפיה באוניברסיטת קליפורניה, ברקלי. באותה תקופה, מעט היה ידוע על הנושא, ורוב המדענים היו סקפטיים שאפשר ליצור תמונה תלת מימדית על ידי אור לייזר. רק בשנת 1951, כאשר גאבור פרסם את מאמרו המפורסם, "הולוגרפיה", זכה המחקר שלו להכרה. במאמרו הסביר גאבור כיצד ניתן לעקוף ולמקד את האור בצורה כזו שיצר תמונה תלת מימדית שניתן לצפות בה מכל הצדדים. הוא גם פירט את החומרים המשמשים ליצירת הולוגרמה, כגון קרן לייזר, תחליב צילום ומשטח רגיש לאור. המחקר של גאבור סייע לקדם את תחום ההולוגרפיה, ותגליותיו משמשות עד היום.

פיתוח ההולוגרמה של גאבור

ההולוגרמה הראשונה של גאבור הופקה ב-1952 על ידי המדען דניס גאבור ושותפיו במכללה האימפריאלית למדע וטכנולוגיה בלונדון. הוא פותח באמצעות "טכניקת הפרעות חדשה" המתוארת במאמרו של גאבור, "הולוגרפיה". התהליך המשמש ליצירת הולוגרמה גאבור דומה לזה של הולוגרמה רגילה. ההבדל העיקרי בין השניים הוא האופן שבו מוקלטת הולוגרמה של גאבור. הולוגרמות גאבור נוצרות על תחליב צילום המצופה בשכבה של גבישי הליד כסף. כאשר אור ממקור לייזר זורח דרך הגבישים ומוחזר מעצם, נוצרת תבנית הפרעה. לאחר מכן התבנית נרשמת על האמולסיה דרך עדשת פוטומיקרוגרפיה. לאחר פיתוח, הולוגרמה של גאבור תציג תמונה תלת מימדית של האובייקט.

גאבור תורת המתיחה והקוהרנטיות האופטית

תיאוריית המתיחה של גאבור היא הסבר לקוהרנטיות אופטית ויצירת תמונה הולוגרפית. זה תואר לראשונה על ידי גאבור במאמרו "העיקרון ההולוגרפי וטבעו של האור", שפורסם ב-Nature בשנת 1961. בעיקרו של דבר, גאבור הסביר שעוצמת גל האור פרופורציונלית למודול הריבוע שלו. משמעות הדבר היא שכאשר האור נע, עוצמתו (או עוצמתו) מופחתת על ידי גורם המכונה "קבוע הדעיכה". הפחתה זו בעוצמה ידועה בשם "דעיכה", והקצב שבו היא מתרחשת קשור לאורך מסלול האור. לכן, ככל שגל אור נע יותר, כך הוא הופך פחות חזק (או חלש). גאבור גם ציין כי כל חלק של גל אור יכול להיחשב כ"גל עומד". הגלים העומדים הללו, הוא סיכם, אחראים הן לקוהרנטיות והן לתכונות ההולוגרפיות של האור.

מהם השימושים בהולוגרמות של גאבור?

ניתן להשתמש בהולוגרמות של גאבור ליצירת מגוון רחב של אובייקטים ותמונות, כולל תמונות תלת מימד, גרפיקה ממוחשבת ודגימות ביולוגיות. ניתן להשתמש בהם גם ליצירת מציאות מדומה ואפליקציות מציאות רבודה, או ליצור תחושה של תנועה ועומק בתמונות דו-ממדיות. הולוגרמות גאבור משמשות לעתים קרובות במחקר מדעי, כגון בדיקת פני השטח של שבב או בדיקת דגימה ביולוגית ברמה מיקרוסקופית. ניתן להשתמש בהולוגרמות של גאבור גם ביצירות אמנותיות, כמו יצירת דיוקן תלת מימד של אדם אהוב, או יצירת חווית מציאות מדומה בגלריה לאמנות.

עתיד הטכנולוגיה ההולוגרפית

הטכנולוגיה ההולוגרפית עברה דרך ארוכה מאז גילויה בשנות ה-40. למעשה, ההולוגרפיה משמשת כיום במגוון רחב של יישומים, כאשר צפויים רבים נוספים בעתיד. ככל שהטכנולוגיה ההולוגרפית תמשיך להתקדם, הולוגרמות יהפכו לקטנות יותר וחזקות יותר, עם פוטנציאל גדול יותר ליישום מסחרי. הם גם יהפכו לנפוצים יותר, עם תמונות הולוגרפיות שיופיעו בחפצים יומיומיים כמו כרטיסי אשראי, תגי זיהוי ושבבים. ככל שהטכנולוגיה תמשיך להתקדם, גם ההולוגרפיה תמשיך להתקדם, תתרחב לכיוונים חדשים וחדשניים.

סיכום

לעבודתו של דניס גאבור על ההולוגרפיה הייתה השפעה משמעותית על תחום הטכנולוגיה ההולוגרפית. מחקריו סייעו לקדם את הטכנולוגיה ההולוגרפית במגוון תחומים שונים, כולל מדע, אמנות ורפואה. כיום משתמשים בהולוגרפיה במגוון רחב של יישומים, החל מגרפיקה ממוחשבת ועד כרטיסי אשראי. המחקר פורץ הדרך של Gabor אחראי לפיתוח ההולוגרמה Gabor, המשמשת עד היום במגוון רחב של יישומים. תגליותיו בתחום ההולוגרפיה עזרו לקדם את הטכנולוגיה ההולוגרפית במגוון רחב של דרכים שונות, והם צפויים להמשיך לעשות זאת גם בעתיד.