Цифровые методы записи голограмм

Каждый микроскопический участок поверхности голограммы представляет собой дифракционную решетку в виде чередования светлых и темных полос. Эта совокупность может быть получена не только путем съемки реального объекта, но и путем синтеза из отдельных элементов. Под цифровыми методами синтеза (записи) голограмм обычно понимают такие методы записи, при которых голограмма записывается из отдельных элементов по предварительно заданной программе. Цифровая голограмма может состоять как из отдельных элементарных голограмм (обычно плоских дифракционных решеток), так и из отдельных элементов (штрихов). Цифровые голограммы сегодня – это практически только рельефные голограммы, записываемые, как правило, на слоях фоторезиста. Это обстоятельство вызвано отсутствием подходящих средств и материалов для цифровой записи трехмерных голограмм.
Синтез голограммного изображения осуществляется путем решения задачи, каково должно быть чередование полос для того, чтобы при его восстановлении получить требуемое изображение. Современное программное обеспечение позволяет рассчитать дифракционную структуру, при восстановлении которой может быть получено даже трехмерное изображение объекта.

«Дот матрикс» (Dot Matrix) – технология

Этот метод записи дифракционных оптических элементов, видимо, наиболее близок к полиграфическим технологиям. Дело в том, что по своей сути он очень напоминает цветную струйную печать. С рассмотрения этой аналогии и начнем. Изображение, выполненное методом струйной печати, выглядит как растр, набранный пикселями разного цвета. В этом растре каждый пиксель имеет собственные координаты по оси «X» и по оси «Y». Кроме этих двух степеней свободы каждый пиксель имеет цвет. Таким образом, на каждый из пикселей приходится по три степени свободы. Теперь рассмотрим, по тем же критериям, устройство «дот матрикс» голограммы. В данном случае, каждый пиксель представляет собой дифракционную решетку определенной пространственной частоты. Каждая из этих решеток также как и в случае струйной печати обладает координатами «Х» и «Y». Пространственная частота дифракционной решетки, определяет цвет, под которым этот пиксель будет виден наблюдателю. Здесь сходство со струйной печатью заканчивается, поскольку существует еще одна степень свободы, которая заключается в возможности поворота направления штрихов решетки. Именно это обстоятельство, оптическая анизотропия, позволяет создавать объемные изображения и изображения с динамическими эффектами. Необходимо сказать о разрешающей способности этого метода. Здесь применяют понятную полиграфистам единицу измерения dpi. Стандартными для этого метода являются разрешения от 100 до 1300 dpi. Столь внушительный разброс значений определяется задачами, для решения которых изготавливают изображение. Для декоративных изделий достаточно применять изображения, созданные с применением низкого разрешения, и, соответственно, большего диаметра пикселя. Для голограмм защитного характера применяют максимальные разрешения и минимальные размеры пикселей. С этой целью в последние годы созданы приборы, позволяющие достигать разрешения в 4000 dpi. Дот матрикс технология как метод синтеза голографических изображений получила большее распространение по сравнению с электронно-лучевой записью в силу относительной простоты, дешевизны, и надежности оборудования, а также в силу более высокой скорости записи. Дело в том, что в отличие от электронного литографа, который «вычерчивает» лучом каждый штрих каждой элементарной дифракционной решетки, приборы «дот мэтрикс» записывают эту ячейку изображения – целиком. Стоит, в заключение, отметить, что цифровые методики записи голограмм появились в тот момент, когда существовала уже голографическая индустрия, выросшая на классических голограммах Бентона. Поэтому, как в электронно-лучевой, так и в «дот мэтрикс» технологии, существуют свои торговые марки такие, как «холо макс», «холо пикс», «спаркл» и т.д. Это не есть какие-то самостоятельные методики. Это лишь разновидности одной технологии с общепринятым англоязычным названием Dot Matrix.