Holographie

un leurre parfait pour le cerveau

PLAN

I- Technique holographique

II- Notions de cohérence

III- Applications des hologrammes

IV- Carte heuristique

V- Bibliographie

Introduction• L'holographie est un

procédé d'enregistrement de la phase et de l'amplitude de l'onde diffractée par un objet. Ce procédé d'enregistrement permet de restituer ultérieurement une image en trois dimensions de l'objet. Ceci est réalisé en utilisant les propriétés de la lumière cohérente issue des lasers.

*Etymologie : holo signifie « totalité », holographie = stockage de toute l’information optique

*Photographie : images à 2 dimensions. Observation de l’objet sous un seul angle

*Holographie : images à 3 dimensions. L’aspect de l’objet change selon l’angle sous lequel on le regarde

*Inventeur de l’holographie : Dennis Gabor, en 1948, superposer un faisceau réfléchit par un objet à un fond lumineux cohérent servant de références. Mais, seulement développé à partir de 1963, avec l’apparition de sources lumineuses suffisamment cohérentes : les lasers

I-Technique holographique

Il suffit de 3 éléments pour faire de l’holographie :

• Deux faisceaux lasers cohérents• Un récepteur enregistrant l’hologramme

Principe fondamental de l’holographie :

Dispositif interférentiel qui, illuminé correctement, permet d’envoyer à l’œil un ensemble d’ondes lumineuses identiques à celles qu’un objet éclairé possède, nous donnant une image conforme de l’objet, et ainsi l’illusion de le voir réellement.

Avec pas mal de matos !!!

Objet éclairé par une lampe :

3 facteurs varient en fonction du point de l’objet d’où arrive la lumière :- L’intensité lumineuse (opacité)- La fréquence de l’onde lumineuse (couleur)- La distance entre le point de l’objet et l’œil

opacité couleur

II-Notions de cohérence

Rayonnement cohérent : les photons sont en phase dans l’espace et le temps

La cohérence en physique est l'ensemble des propriétés de corrélation d'un système ondulatoire. Son sens initial était la mesure de la capacité d'onde(s) à donner naissances à des interférences - du fait de l'existence d'une relation de phase définie - mais il s'est élargi. On peut parler de cohérence entre 2 ondes, entre les valeurs d'une même onde à deux instants différents (cohérence temporelle) ou entre les valeurs d'une même onde à deux endroits différents (cohérence spatiale).

Cohérence spatiale : surfaces d’ondes (points où les photons vibrent en phase) ; nécessité d’avoir une source ponctuelle.

Les ondes ont également une cohérence spatiale ; c'est la capacité de chacun des points du front d'onde à interférer avec n'importe quel autre point. En effet, si la source est étendue, il y aura addition d'ondes incohérentes émises par chaque point source, ce qui peut brouiller les interférences.

Illustration de l'apparition de franges d'interférences

Simulation des interférences obtenues après les fentes de Young : les deux points en bas de l'image sont les sources de lumière.

Cohérence temporelle : paquets d’ondes

La cohérence temporelle d'une onde est liée à la largeur de bande spectrale de la source. Une onde réellement monochromatique (une seule fréquence) aurait, en théorie, un temps et une longueur de cohérence infinis. En pratique, aucune onde n'est réellement monochromatique (car cela requiert un train d'ondes de durée infinie),

III-Applications des hologrammes

Mémoires holographiques :

• Stockage de centaines de milliards d’octets sur la surface d’un timbre de poste.• Temps d’accès < 100 ms• Module de reconnaissance d’empreintes digitales claviers virtuels (chirurgie,

voiture...)

La mémoire holographique est une technique de mémoire de masse utilisant l'holographie pour stocker de hautes densités de données dans des cristaux ou des polymères photosensibles.La mémoire holographique est souvent désignée comme étant la prochaine génération de stockage optique des données. En effet, les techniques utilisées pour les CD ou les DVD atteignent leurs limites physiques (à cause de la taille de diffraction limitée des rayons d'écriture). L'holographie permet d'utiliser le volume du support au lieu de se limiter à la surface pour enregistrer des données. De plus, les données peuvent être multiplexées dans le volume d'enregistrement en ajoutant un angle au faisceau enregistreur par rapport au faisceau de référence, ou encore en modifiant sa fréquence ou sa phase.

Métrologie :

Mesures de déformations (pneus, haut-parleur, turbine) interférométrie holographique.

Authentification d’objets, sécurité(sigle sur des licences Microsoft, cartes bleues, billets de banque)

licences Microsoft

billets de banque

Holographie d’art

Carte heuristique