Hologram

Holografi, lazer tekniği kullanılarak yapılan üç boyutlu bir görüntü kaydetme yöntemidir. Kelime anlamı “tam mesaj” ya da “bütünün kaydı” olan hologram, bildiğimiz fotoğraf çekme tekniğinden oldukça farklıdır. Bazı özel kimyasal maddelerle kaplanmış olan küçük plakaların üzerine, görüntüsü kaydedilmek istenen cismin şekli değil de, o şekli oluşturan frekansların modeli yansıtılır. Bu nedenle bir hologram plakasına bakıldığında, kaydedilen cismin bir görüntüsüne ya da negatifine rastlanmaz. Yalnızca bir “girişim ağı modeli” göze çarpar. Bu da, buruşturulmuş bir ipek kumaş görüntüsüne benzer.

Daha sonra kaydın yapıldığı aynı açıdan yeni bir lazer ışını gönderildiği zaman, kaydedilen cismin görüntüsü yeniden ve üç boyutlu olarak odanın içinde canlanır. Bu üç boyutlu görüntünün her tarafı nettir, çevresinde dolanarak yanım ve arkasını görmek de mümkündür. Ancak bütün bu özelliklerine rağmen, elinizi uzattığınızda bir boşluk ile karşılaşırsınız. Yani ortada aslında öyle bir cisim ya da görüntü yoktur, oluşan şekil bir göz yanılması gibidir, sanaldır ve gerçek değildir. Ama yine de gözümüze görünür ve ana ışın kaynağından gelen ışınla aydınlatıldığı (pozlandmldığı) sürece de varlığını sürdürür.

Bilimsel Gelişim

Hologramın gelişimini sağlayan matematiksel temeller, 1947 yılında, bu buluşu ile Nobel Ödülü’nü kazanan Dennis Gabor tarafından atılmıştır. Elektron mikroskobunu geliştirmek amacıyla yola çıkan Gabor, holografi konusundaki çalışmalarını 18. yüzyılda yaşamış olan Fransız bilim adamı Jean B.J. Fourier’in matematiksel hesaplama yöntemine dayandırmıştı.

Fourier’in buluşu, her türlü (basit ya da karmaşık) yapıyı, kendi dalga boylarına indirgemek temeline dayanıyordu. Onun matematiksel formülleri sayesinde, cisimleri dalga boyu modellerine çevirmek, sonra da yine asıl şekillerine dönüştürmek mümkün oluyordu. Bu tıpkı, televizyon kamerasının yaptığı çekimlerde, cisimleri elektromanyetik frekanslara çevirerek kaydetmesine (ve göndermesine), bu kaydın da televizyon cihazı tarafından tekrar çekimi yapılan görüntüye (cisme) dönüştürülmesine benzemektedir. Fourier’in yaptığı da, aynı oluşumun matematiksel formüllerini ortaya koymaktı. Bu nedenle cisimleri frekanslarına çevirmek ve sonra tekrar eski haline getirmek işlemine “Fourier Analizi” ya da “Fourier Transformasyonları” adı verilmiştir.

Fourier Transformasyonları Gabor’a, herhangi bir cismin görüntüsünü, karmaşık bir frekanslar demeti olarak hologram plakasının üzerine yansıtma imkânını sağlamıştı. Sonra da bu frekans kaydından oluşan görüntüyü, tekrar aynı cismin bilinen görüntüsüne dönüştürecek formüller de yine Fourier eşitliklerinde yer almaktaydı.

Daha sonraları 1960’da Maiman, lazer kullanmayı başararak, Hologram tekniğinde yeni bir sayfa açmıştır. 1962’de Leith ve Upatnisek adlı iki araştırmacı, kaydedilen ışının yanına, ikinci bir ışın dalgası eklemeyi başarmışlar ve böylece gerçek ve yapay görüntüleri birbirlerinden ayırmak mümkün hale gelmiştir.

Hologramın kaydedildiği plakalar genelde, bir cam tabakasının üzerine ışığa duyarlı ince taneli gümüş tuzlarından oluşan bir emülasyon kaplanarak elde edilir. Bu levha üzerine birbirinden farklı bir kaç cismi görüntülemek mümkündür. Duyarlı tabakası kalın olan levhalar üzerine ise, 200 civarında kayıt yapılabilir. Kayıt bittikten sonra bu plakalar tıpkı bir dia fotoğrafı gibi banyo edilirler. Gelişen teknoloji ile birlikte silinip, yeniden kayıt yapılabilen, anında görüntü verebilen hologram plakaları da üretilmiştir. Bu plakaların yapımında, ışığa tutulunca kırılma indisi ve kalınlığı değişen polimerler, renk değiştiren fotokromikler ve kuvvetli bir ışın ile yerel olarak ısınan termik filmler, termo plastikler ve elektro-optik kristaller kullanılmaktadır.

Hologram Nerelerde Kullanılır?

Önceleri yalnızca laboratuarlarda kullanılan bir teknik olan hologram, günümüzde giderek daha çok tanınmakta ve gelişen teknikle paralel olarak, günlük kullanıma dek hayatın içine girmektedir. Hologram plakalarından oluşan sanat sergileri açılmakta, tiyatro oyunlarında dekor olarak kullanılmakta, hatta sinema filmlerinde büyük ve kalabalık sahnelerin çekiminde işe yaramaktadır. Sanat dünyasında arşiv kayıtlarında kullanılmaya başlanmıştır. Asılları müzede dururken, dünyanın her yerinde değerli eserlerin hologramlar aracılığı ile sergilenmesi düşünülmektedir.

Mimaride, maketleri broşürlere basmak yerine, küçük ve rahat taşınabilir hologramlar ile müşterilere çekici görüntüler sunulabilir. Hologram kullanımı ile reklamcılık alanında da sonsuz imkânlar açılabilir. Kuyumcular artık, kıymetli mallarını içeride, kasada tutarken, vitrine o malların hologramını koyacaklardır. Teknik haberleşmede optik lifler arası geçişte yine hologram kullanılmaktadır. Uçaklarda pilotlara kolaylık sağlanmasi için hologramdan yararlanma, bir süredir uygulanmaktadır.

Hologramın kullanım alanları daha çok teknik konularda ortaya çıkmaktadır. Opto – elektronik kristaller kullanılarak üretilen hologram plakalarında, cismin kendisi ile başka bir anda çekilmiş görüntüsünü (ya da iki ayrı andaki görüntüsünü) üst üste getirmek mümkün olmaktadır. Böylelikle metalürjide, uçak parçalarının ve oto lastiklerinin kontrolünde ve benzeri bir çok yerde işe yaramaktadır. Bu teknikte, önce cismin serbest haldeki görüntüsü kaydedilir. Sonra cisim “yüklenir” ve o anda plaka üzerine yeniden bir hologram kaydı yapılır. Cismin direnç noktasına ulaşılınca, bir değişim ya da bir çatlama olur. O anda, cismin ilk görüntüsü ile ikincisi birbirleriyle çakışmaz olur. Böylelikle denenen cismin en zayıf yeri ve de pratik direnci saptanabilir. Sürtünme sonucunda oluşan aşınmaların tesbit edilmeleri de yine aynı biçimde, hologramdaki görüntülerin çakışıp, çakışmaması ile belirlenir. Görüntünün farklılaşması nedeniyle, o yerde açıklı ve koyulu eğri şeritler belirir. İşte orası aşınmanın başladığı yerdir. Böyle büyük hacimli cisimleri, başka hiç bir teknikle, bu kadar mükemmel olarak kontrol etmek mümkün değildir.

Araştırmalarda hologramın tercih edilme nedeni, bu tekniğin, incelenen olayı inceleme sırasında etkileyip, değiştirmemesindendir. Örneğin bir alevin sıcaklığını, basıncını ya da hızım ölçmek için bir ölçüm aleti aleve sokulursa, alevle alet karşılıklı olarak birbirlerini etkiler ve sıcaklık, basınç ya da hız değişir. Yani doğru bir ölçüm yapmak mümkün olmaz. Hologram kullanılması halinde ise, ölçüm için ışın dalgaları kullanılır. Bu da ortamı etkilemez ve Ölçümü pek bozmaz.

Hologram, küçük ayırt etme limitleri ile büyük bir alan derinliğini aynı anda gerçekleştirir. Bu nedenle çok küçük ve çok hızlı parçaların yer aldığı deneylerde de kullanılır. Parfümlerde eriyik içindeki parçaların homojen olup olmadıklarının araştırılması, otomobil motorlarındaki yanma odasına püskürtülen yakıt taneciklerinin dağılım şekli ve benzeri bir çok test, böylesi deneylerle kontrol edilir. Bunların bazıları kalite kontrolünde, bazıları da giderlerde bir tasarruf sağlayabilmek amacıyla devreye sokulur. Ayrıca bilgilerin stoklanıp saklanması ve optik sistemlerdeki hataların düzeltilmesi gibi alanlar da, hologramın sağladığı yararlar kapsamına girer.15 Bu örnekleri uzatmak mümkün. Ama bizim bu çalışmadaki amacımız, hologram konusunu tanıtmak ve onun insanı ve evreni anlamamızda yarattığı fırsatları ortaya koymaktır. Bu nedenle örnekleri ve kullanım alanlarını sıralamaya son veriyoruz.

Şüphesiz ki, teknoloji geliştikçe hologramın kullanım alanları  ve sağladığı yararlar da artacak. İnsanlara daha iyi, daha güzel ve daha gelişmiş bir hayat sağlama çabalan içindeki yeri de sağlamlaşacak.