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Auteur(s)
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Paul SMIGIELSKI : Docteur ès sciences - Ingénieur de l’École supérieure d’optique (ESO) - Attaché à la Direction scientifique de l’Institut franco-allemand de recherches de Saint-Louis - Cofondateur d’HOLO 3 - Professeur conventionné à l’École nationale supérieure de physique de Strasbourg (ENSPS) - Université Louis-Pasteur de Strasbourg
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C‘est l’Anglais Dennis Gabor qui, en 1947, eut l’idée de l’holographie. À cette époque, il s’occupait de microscopie électronique et son rêve était d’observer la structure atomique dans ses trois dimensions. Mais l’imperfection des « lentilles » électroniques de ce temps-là avait pour conséquence de donner des images floues, rendant impossible l’observation de la structure. Cependant, les ondes électroniques qui avaient « rencontré » l’objet devaient, selon le principe de Huyghens, contenir toute l’information nécessaire à la visualisation de cet objet. Si on n’arrivait pas au but visé, c’est parce qu’on n’avait enregistré que la moitié seulement de l’information, c’est-à-dire l’amplitude des ondes. La phase de ces ondes était perdue par la nature même du procédé d’enregistrement photographique. C’est cette réflexion de Gabor qui fut le point de départ de son idée de l’hologramme. Pour enregistrer la phase des ondes ayant rencontré l’objet, il « suffirait » d’enregistrer les interférences entre ces ondes et une onde de référence simple provenant de la même source d’éclairage de l’objet. La photographie de ces interférences illuminée à l’aide de l’onde de référence seule permettrait, ensuite, de restituer les ondes objet. L’holographie était née.
Mais ce n’est qu’en 1962, soit deux ans après que l’Américain Maiman eut fait fonctionner le premier laser (un laser à rubis, en l’occurrence), que l’holographie prit son véritable essor avec l’enregistrement des premiers hologrammes d’objets tridimensionnels diffusant la lumière par les Américains Leith et Upatnieks et par le russe Dénisuyk, grâce à l’utilisation des premiers lasers à gaz (hélium-néon) à émission continue. Ces hologrammes, surtout ceux du Russe, ont donné lieu à ce qu’il convient d’appeler l’holographie image, connue du grand public par son côté spectaculaire (relief intégral saisissant des hologrammes géants). Mais ce côté spectaculaire a, dans une certaine mesure, contribué à donner une image de l’holographie éloignée des applications industrielles. Une application, relativement bien développée de l’holographie image aujourd’hui, est l’hologramme d’un type particulier utilisé sur les cartes bancaires, dont le but était de rendre la carte infalsifiable.L’utilisation de l’hologramme comme composant optique (miroir, lentille, réseau …) est sans doute aussi un des exemples prometteurs de l’holographie.
Dans cet article, nous allons traiter aussi bien les aspects physiques que théoriques de l’holographie optique en donnant ensuite un aperçu sur les applications.
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Quelques propriétés des hologrammes
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3. Différents types d’hologrammes
Pour préciser les idées et s’y reconnaître dans le jargon des holographistes, nous avons classé les hologrammes en différents types suivant la façon de les éclairer et de les observer, suivant la nature de l’onde objet (diffuse ou non) ou le mode d’enregistrement de l’information (en surface ou en volume dans le milieu photosensible, par exemple). Cette classification permettra de donner les principes des principaux montages d’holographie.
3.1 Hologrammes par transmission et hologrammes par réflexion
Suivant les positions relatives du faisceau de référence et de l’objet O par rapport à l’hologramme H, on classe les hologrammes en deux grandes classes : les hologrammes dits par transmission et les hologrammes dits par réflexion.
pour la clarté des figures, on n’a pas représenté complètement les montages, mais seulement les éléments essentiels pour la compréhension de la classification.
3.1.1 Hologrammes par transmission
Le faisceau de référence et l’objet O sont d’un même côté de l’hologramme (figure 10). Plus précisément l’onde de référence Σ R et l’onde objet Σ0 se propagent dans le même sens.
Il existe deux sous-classes importantes d’hologrammes par transmission.
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Hologrammes de Gabor (ou hologrammes in-line)
Le faisceau de référence et le faisceau objet ont pratiquement la même direction moyenne. Ce montage est le montage d’origine conçu dès 1947 par l’inventeur de l’holographie alors que les lasers n’existaient pas encore .
La figure 11 donne un exemple particulier de montage de Gabor où l’objet est suffisamment petit pour que le faisceau de référence ne soit pas trop altéré.
Dans le cas de ces hologrammes, on a, lors de la restitution, l’onde...
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Différents types d’hologrammes
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - COLLIER (R.J.), BURCKHARDT (C.B.), LIN (L.H.) - Optical holography. - Academic Press, New York (1971).
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(2) - FRANÇON (M.) - Holographie. - Masson Éd., Paris (1969).
-
(3) - GABOR (D.) - A new microscopic principle. - Nature 161, p. 777-778 (1948).
-
(4) - LEITH (E.), UPATNIEKS (J.) - New technique in wavefront reconstruction. - J. Opt. Soc. Am. 51, p. 1469 (1961).
-
(5) - DENISYUK (Yu.N.) - On the reproduction of the properties of an object in the wavefield of the radiation scattered by it. - Dokl. AN SSSR 144, p. 1275-1276 (1962).
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(6) - KAKICHASHVILL (Sh.D.) - On the polarization recording of holograms. - Opt. Spektrosk. 33, p. 324-327 (1972)
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