HOLOGRAFIJA je istovremeno nauka, veština, zanat, umetnost ali i značajna industrijska grana. U ovom članku ćemo se baviti onim aspektima koji se tiču krajnjeg korisnika, koji ne mora baš da zna kako se prave hologrami, ali bi voleo da bude informisan čemu sve to služi - šta hologram jeste, a šta nije, šta može, a šta ne.
Čitava oblast holografije počiva na osobini svetlosti da se ponaša slično talasu na vodi. Svetlosni talas se može trajno zapisati na filmu i tako dobiti niz svetlih i tamnih linija (koje i same liče na talas) - to je HOLOGRAM. Linije su veoma guste (ima ih i do nekoliko hiljada na jednom milimetru !!!), a njihov broj, gustina i oblik nose kompletnu informaciju o trećoj dimenziji objekta. Osvetljavanjem ovako dobijenog ravnog komada filma svetlošću, REKONSTRUIŠE se trodimenzionalna slika - posmatrač ima utisak da se negde iza holgrama nalazi predmet u svojoj punoj trećoj dimenziji.
Česta je zabluda da je hologram neka vrsta trodimenzionalne PROJEKCIJE - slično projektovanju filmske slike na bioskopsko platno. To NIJE tako, pre svega zbog toga što projektovanje podrazumeva bacanje svetlosti na neku površinu ili prostor, što hologram ne može da uradi. On predstavlja samo PROZOR u virtuelni, trodimenzionalni, svet, koji se vidi IZA holograma. Koji deo tog nepostojećeg sveta će posmatrač moći da vidi zavisi od veličine prozora - zapravo veličine ploče ili filma na kome je hologram zapisan. Da napomenemo, moguće je obezbediti da se trodimenzionalna slika formira i ISPRED ravni holograma, ali će i tada ono što vidimo, biti ograničeno dimenzijama holograma.
Dakle, posmatrač predmet vidi samo u ograničenom ugaonom intervalu, koji je odredjen veličinom holografske ploče. Eefekat trodimenzionalnosti je donekle ograničen i svakako ne liči na ono što se vidi u filmu "Ratovi zvezda", gde lik princeze Lee lebdi u vazduhu.
I ovde postoji mogućnost da se ovakvo ograničenje zaobidje. Ako se holografski film savije u obliku kupe ili cilindra, postaje moguće obići hologram sa svih strana - u punom krugu - i videti trodimenzionalnu sliku. Ovo je specifična tehnika i nije je jednostavno eksperimentalno realizovati.
Hologrami se snimaju u posebnim uredjajima, čiji je najvažniji deo LASER. Neophodan je i odredjeni broj optičkih komponenata, kao što su ogledala i sočiva, a sve zajedno mora se nalaziti na stolu koji je mehanički izvanredno stabilan. Nije preterivanje, ako se kaže da lagani korak, šaputanje ili daleki šum saobraćaja, mogu da u potpunosti onemoguće snimanje holograma. Konačno, fotografski materijali su veoma specifični, jer moraju da budu u stanju da zabeleže sisteme veoma gustih svetlih i tamnih linija.
U zavisnosti od načina kako se snima hologram, sliku je moguće posmatrati u odbijenoj (reflektovanoj) ili propuštenoj svetlosti. Takodje, odredjeni tipovi holograma mogu se videti samo uz upotrebu svetlosti iz lasera, dok se drugi mogu posmatrati u svetlosti običnijih izvora, kao što su lampe, sijalice ili Sunce. Konačno, većina holograma je jednobojna, ali je posebnim tehnikama snimanja moguće napraviti i holograme u boji.
Proizvodnja holograma u laserskim uredjajima je maloserijska, zbog dugačkog postupka pripreme uredjaja, osvetljavanja i hemijske obrade. U izvesnoj meri je moguće izvršiti automatizaciju i skratiti vreme izrade ako se koriste specifični fotopolimerni materijali (primer je tahnologija razvijena u američkoj firmi DUPONT). Za velike serije (koje se mere hiljadama i desetinama hiljada identičnih holograma) primenjuje se tehnika štampanja (embossing). Ideja je jednostavna i podseća na tehniku izrade kompakt diskova (ranije gramofonskih ploča). Prvo se napravi matrica (shim), koja na sebi nosi informaciju u obliku mikronski finog reljefa (slično rupicama na CD-u ili brazdama na gramofonskoj ploči). Ona je izradjena od mehanički tvrdog i otpornog materijala (kao što je nikal). Potom se matrica zagreva i utiskuje u sloj tankog plastičnog materijala (polietilen n.pr.). Matrica lokalno otapa plastičnu foliju i prenosi na nju svoju reljefnu strukturu. Postupak je veoma brz jer se može obavljati u modifikovanim štamparskim rotacionim presama. Ova tehnika daje ogromne serije sa vrlo niskom cenom pojedinačnog holograma. Njeno ograničenje je vezano za visoku cenu izrade matrice, te se isplati samo na velikim serijama. Za maloserijsku proizvodnju treba koristiti klasične laserske tehnike.
Štampani hologrami imaju veoma prepoznatljiv izgled. To su tanke srebrnaste folije u potpunosti integrisane u neki supstrat (kao što su papir, karton ili plastika). Ponekad se primenjuju i kao samolepljive etikete. Kada se osvetle na pravilan način, na njima se ukazuje slika (trodimenzionalna ili dvodimenzionalna) koja se presijava u bojama duge. Na sebi mogu imati i dinamički prikaz - kratku animaciju.
Hologrami ne daju svoju trodimenzionalnu sliku sami od sebi - neophodno ih je osvetliti na adekvatan način. U protivnom, to su samo tamne ploče na kojima se jedva išta razaznaje. Laserska svetlost je uvek dobar izbor za posmatranje (REKONSTRUKCIJU) holograma. Slika koja se dobije je oštra i jasna, sa velikom dubinom trodimenzionalne scene. Problem je, medjutim, u tome što su laserski izvori iole značajnije snage veoma skupi i što je laserski snop neophodno raširiti, tako da svetlost ravnomerno pada na celu površinu holograma - dakle, potrebna je i dodatna optika. Stoga se većina komercijalnih holograma pravi tako da ih je moguće posmatrati pod belom svetlošću "običnih", ne-laserskih, izvora. Tu se podrazumevaju različiti tipovi lampi ali i sunce kao prirodni svetlosni izvor.
Adekvatna rasveta belom svetlošću podrazumeva nekoliko stvari. Pre svega da je svetlosni izvor dovoljno snažan i da se svetlost emituje sa što je moguće manje površine. U tom smislu, od veštačkih svetlosnih izvora, najbolje su reflektorske halogene sijalice, a dugačke neonske lampe su sasvim neadekvatne. Alternativno, dobri su i svetlosni izvori koji daju snop paralelnih zraka - kao što je to slučaj kod sunca.
Reflektorska halogena sijalica
Hologram mora da bude pravilno orijentisan u odnosu na sijalicu. To podrazumeva da svetlost pada na hologram sa tačno odredjene strane, i pod adekvatno izabranim uglom. I rastojanje lampe od holograma ima značaja - potrebno je, naime, obezbediti da svetlost ravnomerno pada na čitav hologram. Ako neki od ovih uslova nije ispunjen, slika sa hologram se, najverovatnije, neće uopšte videti ili će biti mutna ili veoma slabog intenziteta.
Takodje potrebno je voditi računa o tome da li je hologram trensmisioni ili refleksioni. Transmisioni hologrami zahtevaju da se hologram nadje izmedju posmatrača i lampe, dok refleksioni podrazumevaju da su i lampa i posmatrač sa iste strane.
Najlepši efekat reće dimenzije postiže se kada je hologram u prostoriji sa prigušenom rasvetom, osvetljen snažnom halogenom reflektorskom sijalicom od oko 50 - 100 W.
Evo kako izgled refleksioni hologram osvetljen reflektorskom halogenom sijalicom
Treba znati da i sa dobrom rasvetom hologrami imaju svojih ograničenja. Ona se odnose na ugao unutar koga je moguće videti sliku, što je i do 60 ugaonih stepeni levo i desno u odnosu na normalu na površinu holografske ploče. Koliki je taj ugao zavisi od toga ko i kako je snimio hologram. Zato se nemojte iznenaditi kada vidite holograme kod kojih je ugao posmatranja ograničen čak i na manje od 15 stepeni levo i desno od holograma.
Izvesni tipovi holograma imaju i dodatno ograničenje vezano za odsustvo vertikalne paralakse. Radi se o tome da kod njih trodimenzionalni efekat postoji samo u horizontalnom pravcu, što znači da posmatrač vidi predmet sa različitih strana ako se pomera levo desno u odnosu na hologram. Ako se medjutim pomera gore dole (spuša se ili izdiže na prste), hologram ne menja svoj izgled. Ovo i nije neko veliko ograničenje, ako se ima u vidu da su dva ljudska oka postavljena horizontalno i da je najvažniji stereoskopski efekat vezan upravo za taj pravac.
Ako se hologram osvetli laserskim svetlom i boja slike će, naravno, biti identična boji laserskog snopa. Kod onih koji se posmatraju u beloj svetlosti obojenje zavisi od nekoliko faktora: vrste holograma, ugla pod kojim je osvetljen i ugla posmatranja, kao i od tipa svetlosnog izvora. Kako god bilo, slika je uglavnom u jednoj boji, koja se u nekim slučajevima menja sa promenom ugla posmatranja. Postoje i kolor hologrami (koje je mnogo teže napraviti, pa su redji i skuplji) kod kojih slika može imati puni opseg bojenih tonova.
Na tržištu se sreću skoro isključivo hologrami koji se posmatraju u beloj svetlosti. Najveći broj njih se posmatra u reflektovanoj svetlosti i tu postoji nekoliko kategorija: DUGA hologrami (rainbow holograms), KINEGRAMI, STEREOGRAMI i ZAPREMINSKI hologrami. Zapreminski hologrami svoje ime duguju činjenici da je informacija zapisana u dubini sloja fotografske emulzije. To, naravno, ne znači da su oni veliki, masivni i da imaju veliku zapreminu. Jednostavno, holografska slika je zapisana unutar sloja čija je debljina nekoliko desetina mikrona. Hologrami ove vrste su jednobojni, a obojenje zavisi od načina snimanja i načina hemijske obrade. Uglavnom se proizvode u nijansama zelene ili medeno žute, ali se sreću i u crvenoj boji, redje plavoj. Slika je sa punom paralaksom, što znači da se treća dimenzija vidi u svim pravcima - pomeranjem glave levo-desno i gore-dole.
Duga hologrami svoje ime duguju osobini da se presijavaju u svim duginim bojama. Ova promena boje se vidi u pravcu gore-dole, gde ne postoji paralaksa - dakle, predmet izgleda isto, samo mu se menja boja. U holrizontalnom pravcu paralaksa postoji i postoji utisak pune treće dimenzije. Najčešće se vide utisnuti na različitim papirnim dokumentima, časopisima ili reklamnim knjižicama. Odštampani su na veoma tankim metalizovanim folijama, koje su zalepljene za neku čvršću podlogu (plastika, papir, drvo). Masovno se proizvode i utiskuju na sve i svašta.
Kinegrami se odlikuju osobinom da drastično menjaju svoj izgled sa promenom pravca posmatranja. Pod jednim uglom vidi se jedna slika, a pod drugim sasvim druga. Često ne postoji efekat trodimenzionalnosti, već se samo vidi dinamička promena izgleda slike. Srodni su duga hologramima, jer i kod njih postoji efekat promene boje, koji se vidi prilikom pomeranja glave gore-dole. Tehnologija izrade je nešto drugačija i podrazumeva intenzivnu upotrebu računara. Možda je dobar primer zaštitni hologram na šengenskim vizama, gde se sa jedne strane vide zvezdice, da bi se pod drugim uglom video globus i dva stilizovana slova E.
Stereogrami se odlikuju osobinom da imaju samo horizontalnu paralaksu ali, za razliku od holograma duge, ne menjaju drastično svoju boju sa promenom ugla posmatranja po vertikali. Izradjuju se na osnovu kompjuterskih trodimenzionalnih modela ali i na osnovu filmskih snimaka stvarno postojećih objekata. To omogućava da se dobiju trodimenzionalni portreti, makete ili reklame. Prodaju se i kao odštampani na metalizovanoj foliji ali i na standardnim fotografskim medijima.
Kao i sve ostalo, hologrami imaju konačan životni vek, koji zavisi od materijala i tehnologije izrade ali i od uslova korišćenja, izlaganja ili čuvanja. Veoma su bitni mehanički, termički i hemijski efekti, kao i uticaj vlage i zračenja (pre svega ultraljubičaste svetlosti). Neke vrste su otporne na mehanička oštećenja, kao u slučaju holograma na novčanicama ili kreditnim karticama. Neki hologrami mogu, tokom vremena, u potpunosti izgubiti sliku. Karakteristični su po tome oni koji su izradjeni na slojevima želatina - mogu se često naći na pijacama kao proizvod iz Kine. Slike su interesantne, sa punom trećom dimenzijom, ali posle nekoliko godina na njima se više ništa ne vidi. Pod dejstvom vidljive, a naročito UV svetlosti neke vrste holograma tamne, pa intenzitet holografske slike postaje slabiji. Slika je i dalje tu ali više nije sjajna kao u početku. To je karakteristika holograma na srebro-halogenidnim emulzijama.
Čemu sve to služi? Teško je navesti sve primene, jer su zaista mnogobrojne. Ukazaćemo samo na najvažnije, a o ostalima je moguće pročitati na nekim od stranica ovog sajta.
Prema nekim analizama, ukupna ukupna tržišna vrednost holografskih proizvoda u svetu iznosi oko 2 - 3 milijarde dolara. Ako uzmemo novac kao merilo značaja nekog proizvoda, onda se posebno izdvajaju hologrami kao elementi zaštite od falsifikata. Radi se o tome da hologram ima veoma finu strukturu, koju je nemoguće kopirati jednostavnim postupcima. To značajno poskupljuje i otežava falsifikovanje. Zato se danas hologrami nalaze na ogromnom broju dokumenata, vrednosnih papira, kreditnih kartica, novčanica...
Drugi značajan, tržišni segment se odnosi na primenu holograma u reklami. Zahvaljujući atraktivnom izgledu, trećoj dimenziji, jarkoj obojenosti i animacionim efektima, reklama postaje bitno drugačija i privlačnija za potrošača. Zato se danas nalaze na etiketama, proizvodima, kutijama, koricama časopisa, reklamnim panoima.