Hologrammes

Comment fonctionnent les hologrammes

Photo : La colombe sur cet hologramme de carte de crédit semble tourner lorsque vous inclinez la carte dans la lumière.

La lumière laser est beaucoup plus pure que la lumière ordinaire d’un faisceau de lampe de poche (torche).Dans un faisceau de lampe de poche, toutes les ondes lumineuses sont aléatoires et mélangées. La lumière dans un faisceau de lampe de poche court n’importe comment, comme des écoliers qui courent dans un couloir lorsque la cloche sonne l’heure de la rentrée.Mais dans un laser, les ondes lumineuses sont cohérentes:elles voyagent toutes précisément au pas, comme des soldats qui défilent.

Lorsqu’un faisceau laser est divisé pour faire un hologramme, les ondes lumineuses dans les deux parties du faisceau voyagent de manière identique. Lorsqu’elles se recombinent dans la plaque photographique, le faisceau objet a emprunté un chemin légèrement différent et ses rayons lumineux ont été perturbés par la réflexion sur la surface extérieure de l’objet. Comme les faisceaux étaient à l’origine joints et parfaitement synchronisés, la recombinaison des faisceaux montre comment les rayons lumineux du faisceau objet ont été modifiés par rapport au faisceau de référence. En d’autres termes, en réunissant à nouveau les deux faisceaux et en les comparant, vous pouvez voir comment l’objet modifie les rayons lumineux qui le frappent – ce qui est une autre façon de dire « à quoi ressemble l’objet ». Ces informations sont gravées de façon permanente dans la plaque photographique par les faisceaux laser. Ainsi, un hologramme est effectivement un enregistrement permanent de ce à quoi ressemble quelque chose vu sous n’importe quel angle.

Voici la partie intelligente. Chaque point d’un hologramme capte les ondes lumineuses qui partent de chaque point de l’objet. Cela signifie que, quel que soit l’endroit où vous regardez un hologramme, vous voyez exactement comment la lumière serait arrivée à ce point si vous aviez regardé l’objet réel.Ainsi, lorsque vous déplacez votre tête, l’image holographique semble changer tout comme l’image d’un objet réel. Et c’est pourquoi les hologrammes semblent être tridimensionnels. De plus, et c’est très intéressant, si vous brisez un hologramme en petits morceaux, vous pouvez toujours voir l’objet entier dans chacun des morceaux : brisez l’hologramme d’une tasse en verre en morceaux et vous pouvez toujours voir la tasse entière dans chacun des morceaux !(Vous pouvez voir une démonstration dans cette superbe vidéo du découpage d’un hologramme et Hyperphysics a une explication plus détaillée de ce que nous voulons dire exactement quand nous disons « un morceau d’un hologramme contient l’objet entier ».)

À quoi pouvons-nous utiliser les hologrammes ?

Photo : L’hologramme sur ce boîtier de DVD est conçu pour dissuader le piratage des droits d’auteur.

Jusqu’aux années 1980, les hologrammes étaient une idée scientifique un peu farfelue.Puis quelqu’un a trouvé le moyen de les imprimer sur un film métallique et ils sont devenus une forme de sécurité incroyablement importante. Les hologrammes en verre sont beaucoup plus impressionnants que les petits hologrammes métalliques que l’on voit sur les billets de banque et les cartes de crédit, et on les voit souvent utilisés dans des bijoux ou d’autres objets décoratifs : on peut même avoir des images holographiques accrochées au mur avec des yeux qui vous suivent vraiment dans la pièce ! Dans les années 1980, un théâtre britannique a même projeté un hologramme de Laurence Olivier sur scène pour éviter à l’acteur (qui était alors assez âgé) de devoir se présenter en personne chaque soir.De nombreux artistes ont expérimenté la création d’images holographiques, dont le surréaliste espagnol Salvador Dali. Les hologrammes ont également d’importants usages médicaux et scientifiques. Grâce à une technique appelée interférométrie holographique, les scientifiques peuvent créer un hologramme d’une pièce de moteur, par exemple, et le stocker sous forme de « photographie tridimensionnelle » pour une consultation ultérieure. S’ils réalisent un autre hologramme de la pièce du moteur à une date ultérieure, la comparaison des deux hologrammes fait rapidement apparaître tout changement dans le moteur qui pourrait indiquer des signes d’usure ou une panne imminente.

Personne n’a encore trouvé un bon moyen de faire des images animées avec des hologrammes, mais ce n’est probablement qu’une question de temps. Une fois que cela se produira, nous pourrons nous réjouir de la télévision holographique tridimensionnelle et d’une toute nouvelle ère de divertissement super-réaliste !

Qui a inventé les hologrammes ?

Artwork : L’esquisse originale de Dennis Gabor de son appareil holographique des années 1950. La lumière monochromatique (jaune) entre par le bas (1), passe par divers prismes (bleus) et lentilles (gris) et est divisée en deux faisceaux. Le faisceau objet de faible intensité, à gauche, traverse le spécimen sur une lame (rouge, 10) ; le faisceau de référence de forte intensité, à droite, continue en parallèle sans toucher le spécimen. Les faisceaux sont recombinés dans une plaque photographique (21/22) en haut après avoir traversé d’autres lentilles (grises) et prismes (bleus). Œuvre d’art tirée du brevet américain n° 2,770,166 : Improvements in and relating to optical apparatus for producing multiple interference patterns by Dennis Gabor, courtesy of US Patent and Trademark Office.

Les hologrammes ont été inventés par un brillant physicien d’origine hongroise nomméDennis Gabor (1900-1979) alors qu’il travaillait au Royaume-Uni. Il avait fait des recherches en physique optique dans les années 1940, et a réalisé ses travaux révolutionnaires sur l’holographie au début des années 1950. Ce qui est remarquable dans son invention, c’est qu’elle était en avance de plusieurs années sur son temps : les lasers, qui ont rendu l’holographie pratique, ne sont apparus que dans les années 1960. Dans les années 1930, il invente de nouveaux types de multiplicateurs d’électrons et de tubes cathodiques ; dans les années 1940, il expérimente la photographie et la projection, ce qui le met sur la voie de l’holographie ; parmi ses inventions ultérieures figurent les tissus composites utilisés dans les équipements de télévision et diverses innovations dans l’enregistrement et la transmission du son. Vers la fin de sa vie, la brillante contribution de Gabor a été reconnue par l’attribution du plus grand prix scientifique du monde, leNobel Prize in Physics 1971,  » pour son invention et le développement de la méthode holographique. »