Experimentelle Übungen für Fortgeschrittene
im Institut für Angewandte Physik

Holographie

Inhalt:

Die Holographie ist ein Verfahren zur vollständigen Aufzeichnung von Wellenfronten, d.h. neben der Intensität wird auch die Phase des Lichtwellenfeldes mit aufgenommen. Im Unterschied zur gewöhnlichen Fotografie bleibt bei der Rekonstruktion eines Hologramms daher der räumliche Eindruck erhalten. Zur Aufnahme eines Hologramms wird ein Laserstrahl in zwei kohärente Wellen aufgeteilt. Die sog. Objektwelle wird vom aufzunehmenden Objekt reflektiert und mit der ungestörten Referenzwelle überlagert. Das entstehende Interferenzmuster wird dann als Hologramm z.B. auf einem fotografischen Film aufgezeichnet. Beleuchtet man den Film ausschließlich mit der Referenzwelle, so wird das Hologramm rekonstruiert.

Dieser Versuch gibt eine Einführung in das Prinzip und die Praxis der Holographie. Im ersten Teil wird ein so genanntes Transmissionshologramm aufgenommen, entwickelt und rekonstruiert. Im zweiten Teil soll mittels der Holographie die Oberflächendeformation eines schwingenden Objektes analysiert werden.

Kenntnisse / Stichwörter zur Vorbereitung:

Aufnahme und Rekonstruktion von Hologrammen
Eigenschaften von Laserlicht: Wellenlänge, Polarisation, zeitliche und räumliche Kohärenz
Fresnel-Zonenplatte
Schwingungszustände einer zirkular eingespannten Platte

Literatur und Links:

W. Lauterborn, T. Kurz, M. Wiesenfeldt: Kohärente Optik, Springer-Verlag, 1993
Kapitel 7 Holographie
Kapitel 8 Holographische Interferometrie
ULB Lehrbuch-Sammlung, Phy 6:Lau
Bergmann, Schaefer: Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 3 Optik, Walter de Gruyter
E. Hecht: Optik, Oldenbourg, 2001
P. Hariharan: Optical holography - Principles, techniques, and applications, Cambridge University Press, 1996
M. A. Monahan, K. Bromley: "Vibration Analysis by Holographic Interferometry", The Journal of the Acoustical Society of America, 44 (5), 1225-1231 (1968)
R. L. Powell, K. A. Stetson: "Interferometric Vibration Analysis by Wavefront Reconstruction", Journal of the Optical Society of America, 55 (12), 1593-1598 (1965)
R. D. Bahuguna, A. B. Western, S. Lee: "Experiment in time-average holographic interferometry for undergraduate laboratory", American Journal of Physics, 56 (8), 718-721 (1988)

Bild eines rekonstruierten Hologramms. Als Objekt diente eine runde schwingende Platte

Zuletzt geändert am 13.07.2004