🔮 Holografie

Holografie erfordert kohärentes Licht — Photonen mit einer festen Phasenbeziehung über die Zeit (zeitliche Kohärenz) und über den Strahl hinweg (räumliche Kohärenz). Laser bieten beides und ermöglichen so die Bildung stabiler Interferenzstreifen während der Belichtungszeit. Gewöhnliches weißes Licht hat eine zu kurze Kohärenzlänge.

Die Kohärenzlänge ist der maximale Weglängenunterschied zwischen Referenz- und Objektstrahl, bei dem Interferenzstreifen noch sichtbar bleiben. Sie muss die Tiefe der aufgezeichneten Szene übersteigen. HeNe-Laser haben Kohärenzlängen von mehreren zehn Zentimetern; Diodenlaser variieren von Millimetern bis Metern.

Vollfarbhologramme werden mit drei Lasern bei roten, grünen und blauen Wellenlängen gleichzeitig aufgezeichnet. Jede Wellenlänge erzeugt ihr eigenes Streifenmuster mit leicht unterschiedlichen Abständen; die Beleuchtung mit denselben drei Wellenlängen rekonstruiert alle drei Farbkanäle und kombiniert sie zur Wiedergabe der ursprünglichen Farben.

Holografische Interferometrie vergleicht zwei Wellenfronten, die zu unterschiedlichen Zeiten oder unter unterschiedlichen Bedingungen aufgezeichnet wurden. Jede Verformung oder Schwingung des Objekts verändert die optischen Weglängen und erzeugt Interferenzstreifen im rekonstruierten Bild, die Verschiebungen mit Nanometerpräzision abbilden.

Die Auflösung eines Hologramms wird durch die Korngröße des Aufzeichnungsmediums begrenzt (typischerweise 1–3 µm bei hochauflösendem Film), durch die Kohärenz der Lichtquelle sowie durch die mechanische Stabilität während der Belichtung (Schwingungen größer als λ/4 verwischen die Streifen). Digitale Hologramme werden zusätzlich durch den Pixelabstand des Kamerasensors begrenzt.