Hologram
Latar Belakang
Hologram adalah permukaan datar yang, di bawah pencahayaan yang tepat, tampak berisi gambar tiga dimensi. Hologram juga dapat memproyeksikan gambar tiga dimensi ke udara—gambar seperti aslinya yang dapat difoto meskipun tidak dapat disentuh. Karena tidak dapat disalin dengan cara biasa, hologram banyak digunakan untuk mencegah pemalsuan dokumen seperti kartu kredit, SIM, dan tiket masuk. Kata hologram berasal dari akar kata Yunani holos artinya keseluruhan dan grama pesan yang berarti. Proses pembuatan hologram disebut holografi. Ketika hologram dibuat, cahaya dari laser merekam gambar objek yang diinginkan pada film atau pelat fotografi.
Pada dasarnya ada dua jenis hologram. Hologram refleksi dilihat saat dinyalakan dari depan, sedangkan hologram transmisi dilihat dengan menyorotkan cahaya melaluinya dari sisi belakang. Hologram timbul dibuat dengan menyangga hologram transmisi dengan bahan seperti cermin, yang memungkinkannya dilihat saat dinyalakan dari depan. Hologram juga dapat dibuat yang menunjukkan objek bergerak; urutan ini, yang disebut stereogram, biasanya berdurasi tiga hingga 20 detik.
Meskipun hologram adalah gambar visual dari objek fisik, sangat berbeda dari foto. Misalnya, ketika sebuah objek difoto, setiap bagian foto berisi gambar bagian yang sesuai dari objek aslinya. Namun, setiap bagian hologram berisi gambar lengkap objek aslinya, dilihat dari sudut pandang yang sesuai dengan posisi bagian pada hologram. Jadi, jika pelat transparan yang berisi hologram transmisi rusak, masing-masing bagian masih dapat memproyeksikan keseluruhan gambar, meskipun dari sudut pandang yang berbeda. Menggunakan potongan dari dekat bagian atas pelat holografik akan menghasilkan gambar seperti yang terlihat dari atas, sedangkan menggunakan potongan dari dekat bagian bawah piring akan menimbulkan kesan melihat ke atas ke arah objek.
Sifat lain yang menarik dari hologram adalah bahwa mereka mempertahankan sifat optik objek seperti lensa. Misalnya, pertimbangkan untuk membuat hologram dari kaca pembesar yang diletakkan di depan kupu-kupu. Saat melihat bayangan holografik benda-benda tersebut, seorang pengamat akan mendapati bahwa bagian kupu-kupu yang dilihat melalui bayangan kaca pembesar akan diperbesar.
Kemasan holografik telah terbukti meningkatkan penjualan produk tertentu. Hologram proyeksi sangat menarik perhatian dan digunakan di pameran dagang dan toko ritel. Mereka dapat digunakan untuk menampilkan benda-benda yang sangat halus atau berharga. Contoh klasik adalah gambar tangan berhias berlian yang diproyeksikan di trotoar di luar toko perhiasan Cartier di New York City pada tahun 1970. Tidak hanya menarik perhatian orang-orang yang melewatinya, itu juga menarik perhatian kru berita televisi. Bahkan, itu bahkan diserang oleh pejalan kaki yang memegang payung yang mengira itu adalah "pekerjaan iblis." Dalam contoh lain, daripada berulang kali menangani tengkorak rapuh Manusia Lindow berusia 2.300 tahun, para peneliti mempelajari gambar holografiknya. Departemen Ilmu Forensik Scotland Yard menggunakan gambar holografik ini untuk membangun model fisik sisa-sisa manusia prasejarah. Sebagai aplikasi holografi lainnya, mantan pelatih sepak bola Chicago Bears Mike Ditka menampilkan potret holografik dirinya di restorannya untuk menciptakan citra yang agak pribadi ketika dia tidak bisa berada di sana secara langsung.
Hologram dapat dibuat di rumah oleh para penghobi untuk investasi peralatan yang sederhana. Proses ini membutuhkan laser dan meja isolasi untuk mencegah pergerakan peralatan saat film sedang diekspos. Hologram juga diproduksi secara komersial dan dapat direproduksi dalam jumlah banyak. Menggunakan karya seni stok, hologram master untuk produksi massal dapat dibuat hanya dengan $2.500, sedangkan menggunakan karya seni khusus dapat menghabiskan biaya $5.000 hingga $10.000. Biaya reproduksi gambar dari 1 hingga 4 sen per inci (2,5 cm), tergantung pada volume; ini menunjukkan penurunan 40% sejak hologram timbul pertama kali dipasarkan pada akhir 1970-an. Hologram yang sudah jadi dapat dilampirkan ke objek lain sebagai label peka tekanan (masing-masing 0,5 hingga 1,5 sen) atau dengan hot stamping (masing-masing 2 hingga 5 sen). Setelah karya seni selesai, dibutuhkan sekitar tiga bulan untuk membuat dan mereproduksi sekumpulan hologram komersial. Diperkirakan bahwa hologram timbul senilai lebih dari $200 juta diproduksi pada tahun 1995.
Sejarah
Hologram pertama dibuat pada tahun 1947 oleh Dennis Gabor, seorang ilmuwan kelahiran Hungaria yang bekerja di Imperial College of London. Gabor berusaha menyempurnakan desain mikroskop elektron. Dia merancang teknik baru, yang dia putuskan untuk diuji dengan berkas cahaya yang disaring sebelum mencobanya dengan berkas elektron. Gabor membuat hologram transmisi dengan menyaring sumber cahayanya dengan hati-hati, tetapi prosesnya tidak menjadi praktis sampai teknologi menyediakan cara untuk menghasilkan cahaya koheren—cahaya yang terdiri dari satu frekuensi dan satu panjang gelombang. Produksi hologram dimulai dengan penemuan laser pada tahun 1960, karena laser menghasilkan cahaya dengan satu warna (frekuensi) dan menghasilkan gelombang yang merambat dalam fase satu sama lain.
Pada tahun 1962, menggunakan laser untuk meniru eksperimen holografi Gabor, Emmett Leith dan Juris Upatnieks dari Universitas Michigan menghasilkan hologram transmisi kereta mainan dan seekor burung. Gambar itu jelas dan tiga dimensi, tetapi hanya dapat dilihat dengan menyinarinya dengan laser. Pada tahun yang sama Uri N. Denisyuk dari Uni Soviet menghasilkan hologram refleksi yang dapat dilihat dengan cahaya dari bohlam biasa. Kemajuan lebih lanjut terjadi pada tahun 1968 ketika Stephen A. Benton menciptakan hologram transmisi pertama yang dapat dilihat dalam cahaya biasa. Hal ini menyebabkan pengembangan hologram timbul, sehingga memungkinkan untuk memproduksi massal hologram untuk penggunaan umum.
Hampir seperempat abad setelah dia membuat hologram pertama, Gabor dianugerahi Hadiah Nobel Fisika untuk pencapaian ini pada tahun 1971. Tahun berikutnya, Lloyd Cross membuat rekaman pertama hologram bergerak dengan mencetak bingkai berurutan dari film gambar bergerak biasa ke film holografik.
Bahan Baku
Hologram yang dibuat oleh individu biasanya diekspos pada film fotografi beresolusi sangat tinggi yang dilapisi dengan emulsi perak halida. Hologram yang dibuat untuk produksi massal diekspos pada pelat kaca yang telah diolah dengan oksida besi dan kemudian dilapisi dengan photoresist. Bahan photoresist akan bereaksi secara kimia terhadap panjang gelombang cahaya tertentu yang akan digunakan untuk membuat hologram. Karena ketersediaannya dengan biaya yang relatif rendah, laser helium-neon paling sering digunakan oleh individu yang membuat hologram sendiri. Produsen hologram komersial menggunakan jenis laser yang berbeda seperti ruby, helium-cadmium, atau ion kripton-argon.
Setelah pemaparan, film atau pelat photoresist diproses dalam pengembang kimia seperti yang digunakan dalam fotografi. Baik nikel dan perak digunakan untuk membuat master produksi yang akan digunakan untuk mencap banyak salinan hologram ke film poliester atau polipropilen. Aluminium digunakan untuk membuat lapisan reflektif di bagian belakang hologram timbul.
Desain
Objek fisik tiga dimensi dapat digunakan untuk membuat hologram. Gambar holografik biasanya berukuran sama dengan aslinya objek. Ini mungkin memerlukan konstruksi model skala terperinci dari subjek sebenarnya dalam ukuran yang sesuai untuk gambar holografik. Sebagai alternatif, karya seni yang akan direproduksi sebagai hologram dapat dihasilkan oleh komputer, dalam hal ini perangkat lunak mengontrol paparan laser dari file gambar, satu piksel pada satu waktu. (Piksel adalah titik individu yang membentuk gambar grafik pada layar komputer atau hasil cetakan.)
Manufaktur
Proses
Berbagai manual tersedia yang menjelaskan kepada hologram amatir cara membuat hologram di rumah. Langkah-langkah berikut menjelaskan produksi massal komersial dari gambar holografik dari objek tiga dimensi yang sebenarnya.
Menguasai
-
1 Laser digunakan untuk menerangi objek fisik, dengan cahaya yang dipantulkan jatuh pada pelat photoresist. Secara bersamaan, sinar referensi dari laser juga jatuh langsung pada pelat photoresist. Pola interferensi dari dua berkas cahaya ini bereaksi dengan lapisan fotosensitif untuk merekam gambar holografik objek. Waktu eksposur yang umum adalah antara satu hingga 60 detik. Dalam fotografi, sedikit gerakan objek atau film menghasilkan gambar yang kabur. Namun, dalam holografi, pelat yang diekspos akan kosong (tidak mengandung gambar sama sekali) jika selama penyinaran ada gerakan sekecil seperempat panjang gelombang sinar laser (panjang gelombang cahaya tampak berkisar antara 400 hingga 700 miliar meter). ).
Pelat photoresist tipikal memiliki area kerja persegi 6 inci (15,24 cm); ruang ekstra setengah inci (1,25 cm) pada dua tepi memungkinkan pelat dijepit pada posisinya. Karena banyak hologram lebih kecil dari ini, beberapa gambar yang berbeda dapat "berkelompok" (berkelompok) ke dalam satu piringan, seperti halnya banyak foto individu diekspos pada satu rol film.
- 2 Pelat tempat hologram asli direkam disebut master. Setelah diekspos, master diproses dalam penangas kimia menggunakan pengembang fotografi standar. Sebelum melanjutkan produksi, master diperiksa untuk memastikan bahwa gambar telah direkam dengan benar. Karena reaksi kimia yang disebabkan oleh laser dan pengembang pada photoresist, permukaan pelat yang dikembangkan menyerupai permukaan piringan hitam; ada sekitar 15.000 alur per inci (600 per cm), mencapai kedalaman sekitar 0,3 mikron (1 mikron adalah seperseribu milimeter).
Elektroforming
-
3 Master dipasang ke dalam jig (bingkai) dan disemprot dengan cat perak untuk mencapai konduktivitas listrik yang baik. Jig diturunkan ke tangki bersama dengan pasokan nikel. Arus listrik diperkenalkan, dan master dilapisi dengan nikel. Jig dikeluarkan dari tangki dan dicuci dengan air deionisasi. Lapisan nikel tipis, yang disebut master shim logam, terkelupas dari pelat master. Ini berisi gambar negatif dari hologram utama (negatif sebenarnya adalah gambar cermin dari hologram asli).
Menggunakan proses serupa, beberapa generasi shim dibuat. Yang terbuat dari master shim logam dikenal sebagai "nenek", dan berisi gambar positif dari hologram aslinya. Pada tahap ini, banyak salinan dari gambar asli "digabungkan" (digandakan dalam baris) pada satu shim yang dapat digunakan untuk mencetak banyak salinan dengan satu cetakan. Generasi shim yang berurutan dikenal sebagai "ibu", "anak perempuan", dan "shim stamper". Karena generasi ini berganti-ganti antara gambar negatif dan positif dari aslinya, shim stamper adalah gambar negatif yang akan digunakan selama produksi sebenarnya berjalan untuk mencetak hologram produk akhir.
Timbul
-
4 Stamper shims dipasang di mesin embossing. Gulungan film poliester (atau bahan serupa) yang telah dihaluskan dengan lapisan akrilik dijalankan melalui mesin. Di bawah panas dan tekanan yang hebat, shim menekan gambar holografik ke film, hingga kedalaman 25 sepersejuta milimeter. Film timbul digulung ulang menjadi gulungan.
Metalisasi
- 5 Gulungan film timbul dimuat ke dalam ruang dari mana udara dikeluarkan untuk menciptakan ruang hampa. Ruang tersebut juga berisi kawat aluminium, yang diuapkan dengan memanaskannya hingga 2.000°F (1.093°C). Lembaran tersebut terkena aluminium yang diuapkan saat digulung ulang ke gulungan lain, dan dalam prosesnya menjadi dilapisi dengan aluminium. Setelah dikeluarkan dari ruang vakum, film diperlakukan untuk mengembalikan kelembaban yang hilang di bawah kondisi vakum panas. Lapisan atas pernis diterapkan pada film untuk menciptakan permukaan yang dapat dicetak dengan tinta. Gulungan film, yang mungkin selebar 92 inci (2,3 m), diiris menjadi gulungan yang lebih sempit.
Mengonversi
- 6 Tergantung pada jenis film yang digunakan dan jenis produk yang dibuat, satu atau beberapa langkah penyelesaian dapat dilakukan. Misalnya, film dapat dilaminasi ke papan kertas untuk memberikan kekuatan. Film juga dipotong menjadi bentuk yang diinginkan untuk produk akhir dan dapat dicetak dengan pesan. Perekat peka panas atau peka tekanan diterapkan pada bagian belakang hologram yang akan ditempelkan pada benda lain atau digunakan sebagai stiker.
Menyelesaikan
- 7 Hologram dilampirkan ke produk lain atau dihitung dan dikemas untuk pengiriman.
Masa Depan
Saat ini, penggunaan hologram yang paling umum adalah dalam produk konsumen dan materi iklan. Ada beberapa aplikasi yang tidak biasa juga. Misalnya, di beberapa pesawat militer, pilot dapat membaca instrumen mereka sambil melihat melalui kaca depan dengan menggunakan tampilan holografik yang diproyeksikan di depan mata mereka. Produsen mobil sedang mempertimbangkan tampilan serupa untuk mobil mereka.
Hologram dapat dibuat tanpa cahaya tampak. Gelombang ultraviolet, sinar-x, dan suara semuanya dapat digunakan untuk membuatnya. Holografi gelombang mikro digunakan dalam astronomi untuk merekam gelombang radio dari luar angkasa. Holografi akustik dapat melihat melalui benda padat untuk merekam gambar, sama seperti ultrasound yang digunakan untuk menghasilkan gambar janin di dalam rahim wanita. Hologram yang dibuat dengan gelombang pendek seperti sinar x dapat membuat gambar partikel sekecil molekul dan atom.
Perangkat televisi holografik dapat memproyeksikan pemain ke rumah pemirsa dalam dekade berikutnya. Sistem komunikasi serat optik akan dapat mengirimkan gambar holografik orang ke rumah teman yang jauh untuk kunjungan realistis. Sama seperti teknologi CD-ROM yang menggunakan metode optik untuk menyimpan sejumlah besar informasi komputer pada disk yang relatif kecil, sistem penyimpanan data holografik tiga dimensi selanjutnya akan merevolusi kapasitas penyimpanan. Diperkirakan teknologi ini akan menyimpan sejumlah informasi yang setara dengan isi Library of Congress dalam ruang seukuran gula batu.