Baveći se holografskim materijalima u stalnoj smo potrazi za novim tehnikama i supstancama, korisnim za holografiju. Do sada je najčešće korišćeni i analizirani materijal bio dihromirani želatin, čija je jedna od mana i hemija sa kancerogenim supstancama (kao što je amonijum- ili kalijum-dihromat). Pokušali smo da jone hroma zamenimo supstancama manje otrovnosti kao što su jedinjenja gvoždja. Počeli smo da koristimu tothemu - trgovački naziv za lek koji se koristi za lečenje deficita gvoždja u ljudskom organizmu. To je ampulirana tamno braon tečnost koja se pije, a u sebi sadrži mešavinu različitih glutaminata - izmedju ostalog i gvoždje glutaminat.
kada smo dodali tothemu želatinu i od toga napravili tanak sloj na staklenoj pločici, konstatovali smo da osvetljavanje sloja direktnim laserskim snopom (talasne dužine 532 nm i snage oko 100 mW) daje dramatičan efekat (pogledati video sekvencu dužine oko 2,5 Mb). Na ekranu iza pločice odmah se pojavljuje sistem koncentričnih svetlih i tamnih prstenova. U početnom trenutku, radijus prstenova je mali, ali se oni veoma brzo šire da bi kroz 10 do 20 sekundi dobili svoju konačnu dimenziju. Najbolje i najbrže efekte dobili smo kada smo kombinaciji želatin-tothema dodali i organsku boju eozin (koja je male toksičnosti i koristi se u medicini).
Sistem koncentričnih prstenova, nastao osvetljavanjem sloja želatina dopiranog tothemom
Sličan eksperiment smo uradili i sa HeNe laserom (talasne dužine 633 nm i snage oko 10 mW). I tu smo dobili prstenove (čak mnogo pravilnije nego sa snažnijim zelenim snopom) ali za mnogo duže vreme (zbog deset puta manje snage lasera).
Sistem koncentričnih prstenova, dobijen osvetljavanjem sloja želatina sa tothemom crvenim HeNe laserom
Vrlo brzo smo našli razlog ovako neobičnog ponašanja materijala. Radi se o tome da laserski snop formira mala sočiva na površini materijala, a pristenovi su zapravo rezultat difrakcije na samom sočivu. Sočiva su rasipna (plan-kokavna) i funkcionišu, kao i svako klasično sočivo, formirajući lik predmeta. Profil sočiva je asferičan i najbolje se može opisati gausovom fukcijom (krivom zvonastog oblika). Na obodu sočiva formiran je konveksni (ispupčen) prsten koji opkoljava centralni i glavni deo sočiva.
Niz mikrosočiva u kvadratnom rasteru. U pozadini se vidi papir sa nekoliko ispisanih slova, dok se u prednjem planu uočava da svako sočivo formira svoju sliku teksta.
Fotografija USAF testa (test moći razlaganja optičkog instrumenta razvijen od strane američke avijacije) snimljena kroz mikrosočiva.
Mehanizam formiranja sočiva je kompleksan i zasniva se na apsorpciji svetlosti od strane materijala. Svetlosna energija se pretvara u toplotu i dovodi do lokalnog otapanja sloja želatina. Tada na scenu stupa površinski napon, sila kojom površinski sloj tečnosti deluje ne ostatak materijala. Pošto laserski snop nije uniforman po intenzitetu, već ima Gausov profil, i raspodela temperature nije uniformna, To dovodi do tečenje sloja i formiranja malog udubljenje na površini materijala. U igru ulaze i fotohemijski procesi, tokom kojih se hemikalije tothema i eozin troše i pretvaraju u supstance koje više ne apsorbuju laserski snop. Posle izvesnog vremena, tothema i eozin su potpuno potrošeni, materijal više ne apsorbuje svetlost i proces se prekida, ostavljajući za sobom malo udubljenje sočivastog oblika.
U ovome trenutku intenzivno radimo na ovladavanjem tehnologijom izrade, koja bi nam garantovala da možemo da formiramo sočiva željene veličine i željenih optičkih osobina. Sada smo u stanju da, fokusiranjem laserskog snopa dobijemo sočiva različite dubine, radijusa i fokalnog rastojanja.
Radijalni profili mikrosočiva dobijenih fokusiranjem laserskog snopa