홀로그램

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배경

홀로그램은 적절한 조명 아래서 3차원 이미지를 포함하는 것처럼 보이는 평평한 표면입니다. 홀로그램은 또한 3차원 이미지를 공중에 투사할 수 있습니다. 만질 수는 없지만 사진을 찍을 수 있는 실물과 같은 이미지입니다. 일반적인 방법으로는 복사할 수 없기 때문에 홀로그램은 신용카드, 운전면허증, 입장권 등의 서류 위조 방지를 위해 널리 사용되고 있다. 홀로그램이라는 단어는 그리스 어원 holos 에서 유래했습니다. 전체 및 문법 의미 의미 메시지. 홀로그램을 만드는 과정을 홀로그래피라고 합니다. 홀로그램을 만들 때 레이저의 빛이 원하는 대상의 이미지를 필름이나 인화판에 기록합니다.

홀로그램에는 기본적으로 두 가지 유형이 있습니다. 반사 홀로그램은 전면에서 비추면 볼 수 있고 투과 홀로그램은 후면에서 빛을 비추면 볼 수 있습니다. 양각 홀로그램은 투과 홀로그램 뒷면에 거울과 같은 물질을 사용하여 만들어지며 전면에서 비추면 볼 수 있습니다. 움직이는 물체를 보여주는 홀로그램도 만들 수 있습니다. 스테레오그램이라고 하는 이러한 시퀀스는 일반적으로 3~20초입니다.

홀로그램은 물리적인 물체의 시각적 이미지이지만 사진과는 엄연히 다릅니다. 예를 들어, 물체를 촬영할 때 사진의 각 부분에는 원본 물체의 해당 부분에 대한 이미지가 포함됩니다. 그러나 홀로그램의 각 섹션에는 홀로그램의 섹션 위치에 해당하는 유리한 지점에서 본 원본 개체의 전체 이미지가 포함되어 있습니다. 따라서 투과 홀로그램이 포함된 투명 판이 깨지면 각 부분은 다른 관점에서라도 전체 이미지를 투사할 수 있습니다. 홀로그램 플레이트의 상단 부근에서 조각을 사용하면 위에서 본 이미지가 생성되고 플레이트 하단 근처에서 조각을 사용하면 물체를 위쪽으로 보는 느낌이 생성됩니다.

홀로그램의 또 다른 흥미로운 특성은 렌즈와 같은 물체의 광학 특성을 보존한다는 것입니다. 예를 들어 나비 앞에 배치된 돋보기의 홀로그램을 만드는 것이 좋습니다. 그 물체의 홀로그램 이미지를 볼 때 관찰자는 돋보기 이미지를 통해 보이는 나비 부분이 확대된다는 것을 알게 될 것입니다.

홀로그램 포장은 특정 제품의 판매를 증가시키는 것으로 나타났습니다. 프로젝션 홀로그램은 특히 눈길을 끌며 무역 박람회 및 소매점에서 사용됩니다. 그들은 매우 섬세하거나 귀중한 물건을 표시하는 데 사용할 수 있습니다. 1970년 뉴욕의 까르띠에 주얼리 매장 밖 인도에 다이아몬드로 장식된 손의 이미지가 그 대표적인 예였습니다. 그것은 지나가는 사람들의 관심을 끌었을 뿐만 아니라 텔레비전 뉴스 제작진의 관심을 끌었습니다. 실은 '악마의 짓'이라고 생각한 우산을 든 보행자에게 습격을 받기도 했다. 또 다른 예로, 연구원들은 2,300년 된 Lindow Man의 연약한 두개골을 반복적으로 다루지 않고 홀로그램 이미지를 연구했습니다. 스코틀랜드 야드의 법의학부는 이 홀로그램 이미지를 사용하여 선사 시대 사람의 유해에 대한 물리적 모델을 구성했습니다. 홀로그래피의 또 다른 응용 프로그램으로 전 시카고 베어스 축구 코치인 Mike Ditka는 직접 방문할 수 없을 때 식당에 홀로그램 초상화를 표시하여 다소 개인적인 이미지를 만들었습니다.

홀로그램은 장비에 대한 약간의 투자로 취미 생활자가 집에서 만들 수 있습니다. 이 공정은 필름이 노출되는 동안 장비의 움직임을 방지하기 위해 레이저와 격리 테이블이 필요합니다. 홀로그램은 상업적으로도 생산되며 대량으로 복제할 수 있습니다. 스톡 아트웍을 사용하면 대량 생산을 위한 마스터 홀로그램을 2,500달러 정도에 만들 수 있지만 사용자 지정 아트웍을 사용하면 5,000~10,000달러가 소요됩니다. 이미지 재생산 비용은 볼륨에 따라 2.5cm(인치당 1~4센트)입니다. 이는 양각 홀로그램이 1970년대 후반에 처음 판매된 이후로 40% 감소한 것입니다. 완성된 홀로그램은 압력 감지 레이블(각각 0.5~1.5센트) 또는 핫 스탬핑(각 2~5센트)으로 다른 물체에 부착할 수 있습니다. 작품이 완성되면 상업용 홀로그램 배치를 만들고 재현하는 데 약 3개월이 걸립니다. 1995년에는 2억 달러 이상의 양각 홀로그램이 제조된 것으로 추정됩니다.

연혁

최초의 홀로그램은 1947년 런던 임페리얼 칼리지(Imperial College of London)에서 일하던 헝가리 태생의 과학자 데니스 가보르(Dennis Gabor)가 만들었습니다. Gabor는 전자 현미경의 디자인을 개선하려고 시도했습니다. 그는 새로운 기술을 고안하여 전자빔으로 시도하기 전에 필터링된 광빔으로 테스트하기로 결정했습니다. Gabor는 광원을 신중하게 필터링하여 투과 홀로그램을 만들었지만 기술이 단일 주파수와 단일 파장으로 구성된 간섭성 빛을 생성하는 방법을 제공할 때까지 이 프로세스는 실용적이지 않았습니다. 홀로그램 생산은 1960년 레이저의 발명과 함께 시작되었습니다. 레이저가 단일 색상(주파수)의 빛을 생성하고 서로 위상이 같은 파동을 생성하기 때문입니다.

1962년 Gabor의 홀로그래피 실험을 복제하기 위해 레이저를 사용하여 Michigan 대학의 Emmett Leith와 Juris Upatnieks는 장난감 기차와 새의 투과 홀로그램을 제작했습니다. 이미지는 선명하고 입체적이었지만 레이저로 비춰야만 볼 수 있었다. 같은 해 소련의 Uri N. Denisyuk은 일반 전구의 빛으로 볼 수 있는 반사 홀로그램을 제작했습니다. 1968년 Stephen A. Benton이 일반 조명에서 볼 수 있는 최초의 투과 홀로그램을 만들면서 한 단계 더 발전했습니다. 이로 인해 엠보싱 홀로그램이 개발되어 일반용 홀로그램을 대량 생산할 수 있게 되었습니다.

최초의 홀로그램을 만든 지 거의 25년 후, Gabor는 이 공로로 1971년에 노벨 물리학상을 수상했습니다. 이듬해 Lloyd Cross는 일반 동영상 필름의 연속 프레임을 필름에 인쇄하여 움직이는 홀로그램을 최초로 기록했습니다. 홀로그램 필름.

원자재

개인이 만든 홀로그램은 일반적으로 할로겐화은 에멀젼으로 코팅된 초고해상도 사진 필름에 노출됩니다. 대량 생산을 위해 만들어진 홀로그램은 산화철로 전처리된 유리판에 노광된 후 포토레지스트로 코팅된다. 포토레지스트 재료는 홀로그램을 만드는 데 사용되는 특정 파장의 빛에 화학적으로 반응합니다. 상대적으로 저렴한 비용으로 사용할 수 있기 때문에 헬륨-네온 레이저는 자신의 홀로그램을 만드는 개인이 가장 일반적으로 사용합니다. 상업용 홀로그램 제조업체는 루비, 헬륨-카드뮴 또는 크립톤-아르곤 이온과 같은 다양한 레이저 유형을 사용합니다.

노광 후 필름이나 포토레지스트 플레이트는 사진에 사용되는 것과 같은 화학 현상액에서 처리됩니다. 니켈과 은은 모두 폴리에스터 또는 폴리프로필렌 필름에 홀로그램의 여러 복사본을 찍을 때 사용할 생산 마스터를 만드는 데 사용됩니다. 알루미늄은 양각 홀로그램 뒷면에 반사 코팅을 만드는 데 사용됩니다.

디자인

3차원의 물리적 개체를 사용하여 홀로그램을 만들 수 있습니다. 홀로그램 이미지는 일반적으로 원본과 동일한 크기입니다. 개체. 이를 위해서는 홀로그램 영상에 적합한 크기로 실제 피사체의 상세한 축척 모델을 구축해야 할 수 있습니다. 또는 홀로그램으로 재현할 아트워크를 컴퓨터에서 생성할 수 있으며 이 경우 소프트웨어는 한 번에 한 픽셀씩 이미지 파일의 레이저 노출을 제어합니다. (픽셀은 컴퓨터 화면이나 인쇄물의 그래픽 이미지를 구성하는 개별 점입니다.)

제조
프로세스

아마추어 홀로그램 작가에게 집에서 홀로그램을 만드는 방법을 설명하는 다양한 설명서가 있습니다. 다음 단계에서는 실제 3차원 물체의 홀로그램 이미지를 상업적으로 대량 생산하는 방법을 설명합니다.

마스터링

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1 레이저가 물리적 물체를 비추는 데 사용되며 반사광은 포토레지스트 판에 떨어집니다. 동시에 레이저의 기준 빔도 포토레지스트 플레이트에 직접 떨어집니다. 이 두 광선의 간섭 패턴은 감광 코팅과 반응하여 물체의 홀로그램 이미지를 기록합니다. 일반적인 노출 시간은 1초에서 60초 사이입니다. 사진에서 물체나 필름이 약간 움직이면 이미지가 흐려집니다. 그러나 홀로그래피에서 노출되는 동안 레이저 빛의 파장(가시광선의 파장 범위는 400~7000억분의 1미터 ).

일반적인 포토레지스트 플레이트에는 6인치(15.24cm) 정사각형 작업 영역이 있습니다. 두 모서리에 1.25cm(0.5인치)의 추가 공간이 있어 플레이트를 제자리에 고정할 수 있습니다. 많은 홀로그램이 이것보다 작기 때문에 여러 개의 개별 사진이 한 롤의 필름에 노출되는 것처럼 여러 개의 다른 이미지를 한 판에 "뭉쳐"(클러스터링) 될 수 있습니다.

2 원본 홀로그램이 기록된 판을 마스터라고 합니다. 노출된 마스터는 표준 사진 현상액을 사용하여 화학 수조에서 처리됩니다. 제작을 진행하기 전에 마스터를 검사하여 이미지가 제대로 기록되었는지 확인합니다. 레이저와 포토레지스트의 현상액에 의한 화학 반응으로 인해 현상된 판의 표면은 축음기 레코드의 표면과 유사합니다. 인치당 약 15,000개의 홈(cm당 600개)이 있으며 약 0.3미크론(1미크론은 1000분의 1밀리미터)의 깊이에 도달합니다.

전기 주조

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3 마스터는 지그(프레임)에 장착되고 우수한 전기 전도성을 얻기 위해 은색 페인트를 뿌립니다. 지그는 니켈 공급과 함께 탱크로 내려갑니다. 전류가 도입되고 마스터에 니켈이 전기도금됩니다. 지그는 탱크에서 제거하고 세척 탈이온수. 금속 마스터 심이라고 하는 얇은 니켈 코팅이 마스터 플레이트에서 벗겨집니다. 여기에는 마스터 홀로그램의 네거티브 이미지가 포함되어 있습니다(네거티브는 실제로 원본 홀로그램의 미러 이미지임).

유사한 프로세스를 사용하여 여러 세대의 심이 생성됩니다. 금속 마스터 심으로 만든 것은 "할머니"로 알려져 있으며 원본 홀로그램의 긍정적 인 이미지가 포함되어 있습니다. 이 단계에서 원본 이미지의 많은 사본이 단일 인상으로 여러 사본을 인쇄하는 데 사용할 수 있는 하나의 심에 "결합"(행으로 복제)됩니다. 연속 세대의 shim은 "mothers", "daughters" 및 "stamper shim"으로 알려져 있습니다. 이러한 세대는 원본의 네거티브 이미지와 포지티브 이미지를 번갈아 사용하기 때문에 스탬퍼 심이 최종 제품 홀로그램을 인쇄하기 위해 실제 생산 실행 중에 사용되는 네거티브 이미지입니다.

엠보싱

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4개의 스탬퍼 심이 엠보싱 기계에 장착됩니다. 아크릴 코팅으로 매끄럽게 된 폴리에스터 필름(또는 유사한 재료) 롤이 기계를 통과합니다. 강한 열과 압력 아래에서 심은 홀로그램 이미지를 밀리미터의 2,500만분의 2의 깊이까지 필름에 누릅니다. 양각된 필름을 롤에 되감습니다.

금속화

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5 양각 필름 롤을 챔버에 넣고 공기를 제거하여 진공을 만듭니다. 챔버에는 1,093°C(2,000°F)로 가열하여 기화되는 알루미늄 와이어도 포함되어 있습니다. 시트는 다른 롤에 되감으면서 기화된 알루미늄에 노출되고 그 과정에서 알루미늄으로 코팅됩니다. 진공 챔버에서 제거한 후 필름은 고온 진공 상태에서 손실된 수분을 복원하도록 처리됩니다. 잉크로 각인될 수 있는 표면을 만들기 위해 래커의 상부 코팅이 필름에 적용됩니다. 너비가 2.3m(92인치)인 필름 롤을 더 좁은 롤로 자릅니다.

변환 중

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6 사용된 필름의 종류와 만들고 있는 제품의 종류에 따라 하나 이상의 마무리 단계가 수행될 수 있습니다. 예를 들어, 필름을 판지에 라미네이트하여 강도를 줄 수 있습니다. 또한 필름은 최종 제품에 필요한 모양으로 절단되어 메시지와 함께 인쇄될 수 있습니다. 열에 민감하거나 감압하는 접착제는 다른 물체에 붙이거나 스티커로 사용할 홀로그램 뒷면에 적용됩니다.

마무리

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7 홀로그램은 다른 제품에 부착되거나 선적을 위해 계수 및 포장됩니다.

미래

오늘날 홀로그램의 가장 일반적인 용도는 소비재 및 광고 자료입니다. 특이한 응용 프로그램도 있습니다. 예를 들어, 일부 군용 항공기에서 조종사는 눈 앞에 투사된 홀로그램 디스플레이를 사용하여 앞유리를 통해 보면서 계기를 읽을 수 있습니다. 자동차 제조업체는 자동차에 유사한 디스플레이를 고려하고 있습니다.

가시광선 없이 홀로그램을 만들 수 있습니다. 자외선, 엑스레이 및 음파를 모두 사용하여 생성할 수 있습니다. 마이크로파 홀로그래피는 천문학에서 깊은 우주의 전파를 기록하는 데 사용됩니다. 음향 홀로그래피는 초음파가 여성의 자궁 내 태아의 이미지를 생성하는 데 사용되는 것처럼 단단한 물체를 통해 관찰하여 이미지를 기록할 수 있습니다. X선과 같은 단파로 만든 홀로그램은 분자나 원자만큼 작은 입자의 이미지를 만들 수 있습니다.

홀로그램 텔레비전 세트는 향후 10년 이내에 출연자를 시청자의 집으로 투영할 수 있습니다. 광섬유 통신 시스템은 사람들의 홀로그램 이미지를 친구의 먼 집으로 전송하여 실제 방문을 할 수 있습니다. CD-ROM 기술이 광학적 방법을 사용하여 상대적으로 작은 디스크에 많은 양의 컴퓨터 정보를 저장한 것처럼 3차원 홀로그램 데이터 저장 시스템은 저장 용량에 혁명을 일으킬 것입니다. 이 기술은 각설탕 크기의 공간에 미 의회 도서관의 내용과 같은 양의 정보를 저장할 것으로 추정된다.