Die erste Begegnung mit einem Hologramm ist wohl nur schwer in Worte zu fassen. Ein dunkler Film, oft kleiner als ein Handy, der keine Anzeichen für ein sichtbares Bild aufweist. Selbst wenn man ihn ins Licht hält, ist zunächst kein Motiv oder Muster erkennbar.
Unter einem Mikroskop betrachtet, erscheinen bloß schwarze Punkte, die völlig zusammenhangslos wirken.
Doch belichtet man diesen Film nun mit der richtigen Lichtquelle, passiert das Wunder:
Aus dem Nichts erscheint ein dreidimensionaler Gegenstand buchstäblich in der Luft. Neigt man den Film, kann man den Gegenstand aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten, bis er ab einem bestimmten Winkel plötzlich wieder verschwindet.
Geschichte der Holographie
Bereits in den 1920er Jahren wollte der polnische Physiker Mieczysław Wolfke die Qualität von Mikroskopaufnahmen verbessern, indem er eine zweistufige Fotografie entwickelte. Die Aufnahme des Objektes erfolgte mit kurzwelliger Strahlung, wie beispielsweise Röntgenstrahlung. Die Betrachtung hingegen erfolgte unter einer gewöhnlichen Lampe.
Obwohl sein Ansatz erfolglos blieb, griff der ungarische Ingenieur Dennis Gábor diesen 1947 auf und entwickelte ihn weiter.
Er verfolgte den Ansatz, das Objekt mit einer monochromatischen Lichtquelle zu beleuchten und die Phasen- sowie Intensitätswerte bei Überlagerung der reflektierten Objekt- und der ursprünglichen Referenzwelle festzuhalten.
Er verwendete dazu eine Quecksilberdampflampe in Kombination mit einer Lochblende und einem chromatischen Filter, was mit einem hohen Intensitätsverlust einherging. Das Ergebnis war dementsprechend unbefriedigend. Das Abbild war unsauber, wodurch eine Betrachtung nur schwer möglich war. Außerdem stellte er fest, dass sich ein zweites Bild ausgebildet hatte, welches ein Negativ zum Original darstellte. Diese Nebenerscheinung bezeichnet man als pseudoskopisches Bild.
Enttäuscht von diesem Rückschlag verließ er 1949 dieses Gebiet der Forschung und wandte sich anderen Themen zu.
Den Durchbruch brachte erst der Laser. 1960 wurde der erste Laser, ein Rubinlaser, entwickelt. Insbesondere seine geringe Linienbreite gewährleistet in Kombination mit stabilen Transversalmoden eine hohe Kohärenz.
1962 gelang es den amerikanischen Forschern Emmett Leith und Juris Upatnieks, Gábors Probleme zu lösen. Sie nutzten erstmals das Zweistrahlverfahren, mit welchem es ihnen gelang, das reelle Bild vor dem Film unabhängig von dem virtuellen Bild hinter dem Film zu betrachten.
Durch diesen Fortschritt war es erstmals möglich, hochauflösende Hologramme aufzunehmen und diese auch zu betrachten.
1971, also knapp 25 Jahre nach seinen ersten Arbeiten dazu, wurde Gábor mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet und gilt heute als Erfinder der Holographie.
Aufnahme eines eigenen Hologramms
Wie schon Gábor feststellen musste, hängt die Qualität eines Hologramms vor allem von der Lichtquelle ab. Man braucht möglichst monochromatisches Licht, damit Referenz- und Objektstrahl miteinander interferieren können.
Erstmals beschäftigt habe ich mich mit der Holographie in meiner Facharbeit „Holographische Oberflächenanalyse unter Verwendung verschiedener Strahlungsquellen“ aus dem Jahr 2024. Dafür brauchte ich vor allem drei Dinge: einen geeigneten Laser, einen Aufbau, der selbst kleinste Erschütterungen fernhält, und viel Geduld im Dunkeln. Am Ende stand mein erstes eigenes Hologramm, aufgenommen mit einer Helium-Neon-Röhre:
Welcher Laser sich für die Aufnahme eignet, wie man dessen Eigenschaften untersuchen kann und was es mit dem Begriff der Moden auf sich hat, wird Thema der nächsten Beiträge.
Computer, Programm beenden.