A közönséges fényképezési
eljárásoknak van egy alapvető tökéletlensége, mégpedig az, hogy a
térbeli tárgyakat síkban rögzíti. A térbeliség azért vész el, mivel a
fényképezőlemezen csak a fényhullám intenzitását rögzítjük, de
egy másik, fény által kialakított hullámtérnek a jellemzője, a
hullámok egymás közötti fázisviszonyait nem. A kérdés tehát az, hogy
lehet-e valamilyen módon rögzíteni a tárgy által visszavert fény, a
tárgy képét az agyunkban létrehozó tárgyhullám fázisviszonyait? Gábor Dénes, Nobel díjas magyar fizikus találta meg
ennek a módját. Az általa kidolgozott módszer neve holográfia
(holográf = teljes kép). A tárgyról kiinduló tárgyhullám fázisát a
fényhullám interferenciája révén lehet úgy rögzíteni, hogy azt egy
egyszerű hullámmal, az úgynevezett referenciahullámmal
interferáltatjuk. Ha az ekkor létrejövő interferenciaképet
fényérzékeny lemezen rögzítjük, akkor kapjuk a hologrammaot. A
megfeketedett helyeken a két hullám azonos fázisban találkozott
(hullámhegy hullámheggyel), és ezért erősítették egymást. Az
átlátszó helyeken viszont ellentétes fázisban találkoztak, ezért itt
kioltották egymást. Vagyis a tárgyhullámról minden információt lehet
így rögzíteni (a fényhullám amplitúdója, amely arányos az
intenzitással és a fázis) az interferenciacsíkok feketedésének
erősségében és egymástól való távolságában. A tárgyhullámot
mintegy "befagyasztottuk" ebbe a csíkrendszerbe. 1. ábra Hogyan lehet
életre kelteni ezt a megdermedt tárgyhullámot? A visszaállításnál (rekonstrukciónál) a fényelhajlás
jelenségét használjuk ki. A kapott hologram által alkotott
csíkrendszer hasonlatos az optikai rácshoz. Ez szabályos csíkok
sorozatából áll. Egy bonyolult tárgyról készített hologram viszont
szabálytalan alakú csíkok összessége. A rekonstrukciónál e
csíksorozaton elhajlik a megvilágító fény, mégpedig oly módon, hogy az
elhajlított hullámban mintegy "életre kel" a hologramban rögzített
tárgyhullám. Ez a rekonstruált tárgyhullám mindenben azonos az
eredetivel, mintha a tárgy ténylegesen ott lenne. A térbeliségen kívül még sok egyéb tulajdonsága van a
hologramban: pl. az, hogy a tárgyhullám nemcsak az egész lemezen,
hanem bármekkora részén is rögzítődik. Ha tehát eltörjük a
hologramot, az egyes töredékekből is ugyanaz a tárgyhullám
rekonstruálódik. Az egyetlen változás az, hogy minél kisebb a
töredékhologram mérete, annál gyengébb a kép minősége. A hologram felvételét csak teljesen szabályos
fényhullámokkal lehet elvégezni. Ilyen fényforrások a lézerek. A
rekonstrukcióhoz már nem minden esetben van szükség lézerre,
megfelelő a közönséges fehér fény is. A
holográfiának számos gyakorlati alkalmazása van. Nagyon érdekes
például a holografikus alakváltozás-vizsgálat. Egy tetszésszerinti
tárgyról (autógumiról, tartógerendáról, kazánról stb.) elkészítjük a
hologramot, majd a tárgyon kis alakváltozást hozunk létre. Ez után
ugyanarra a lemezre elkészítjük a deformált test
hologramját. Előhívás után a kettős hologramot megvilágítva
mindkét tárgy(hullám) egyszerre rekonstruálódik. E két hullám
interferál egymással, s a szemlélő a kis alakváltozást
interferenciacsíkok formájában észleli. Ily módon vizsgálható a
gerendák stb. terhelés alatti deformációja.