Hologrammes générés par ordinateur (CGH)ont révolutionné le domaine de l'holographie en permettant la création numérique et l'affichage d'images tridimensionnelles sans avoir besoin de matériaux d'enregistrement holographiques traditionnels. Ces hologrammes exploitent des algorithmes informatiques pour simuler les modèles d'interférence qui seraient créés par un objet réel, permettant ainsi la génération d'images holographiques pouvant être affichées à l'aide de diverses techniques. Dans cet article, nous explorerons les étapes de base impliquées dans la création d'un hologramme généré par ordinateur, en mettant l'accent sur les hologrammes basés sur Fourier, qui représentent une classe importante de CGH.
Étape 1 : Comprendre les principes de l'holographie
Avant de plonger dans les détails de la création d’un hologramme généré par ordinateur, il est essentiel d’avoir une compréhension fondamentale de l’holographie. À la base, l'holographie est une technique permettant d'enregistrer et de reconstruire la structure tridimensionnelle d'un objet en capturant les modèles d'interférence entre les ondes lumineuses réfléchies ou émises par l'objet et un faisceau de référence. Ces modèles d’interférence, lorsqu’ils sont éclairés par la source lumineuse appropriée, peuvent reconstruire une image tridimensionnelle de l’objet original.
Étape 2 : préparation des données de l'objet
La première étape de la création d'un hologramme généré par ordinateur consiste à acquérir ou à générer les données représentant l'objet que vous souhaitez afficher de manière holographique. Ces données peuvent provenir de diverses sources, notamment de numérisations 3D, de modèles informatiques ou même d'images d'objets du monde réel. Une fois que vous aurez ces données, vous devrez les convertir dans un format pouvant être utilisé par l'algorithme CGH. Cela implique généralement de représenter l'objet sous la forme d'une série de points ou de polygones, ainsi que leurs propriétés de couleur et de matériau associées.
Étape 3 : Calcul du champ lumineux
Avec les données de l'objet en main, l'étape suivante consiste à calculer le champ lumineux qui serait observé par un observateur observant l'objet depuis une position et une orientation spécifiques. Ce champ lumineux contient des informations sur l'amplitude et la phase des ondes lumineuses émanant de l'objet, ainsi que leur directionnalité. Dans le contexte des hologrammes basés sur Fourier, ce champ lumineux est généralement calculé dans le plan de l'observateur éloigné, qui représente un plan hypothétique situé à une distance significative de l'objet.
Étape 4 : Transformation de Fourier vers le plan de la lentille
Une fois le champ lumineux dans le plan de l’observateur éloigné calculé, l’étape suivante consiste à utiliser une transformée de Fourier pour reconvertir ce champ dans le plan de la lentille. La transformée de Fourier est une opération mathématique qui décompose une fonction en composantes de fréquence, qui dans ce cas représentent les différents angles et longueurs d'onde de la lumière émanant de l'objet. En appliquant une transformée de Fourier au champ lumineux dans le plan de l'observateur éloigné, nous pouvons obtenir un motif holographique qui, lorsqu'il est éclairé par une source de lumière cohérente et vu à travers une lentille appropriée, reconstruira l'image tridimensionnelle originale.
Étape 5 : Affichage duHologramme généré par ordinateur
Enfin, une fois le motif holographique calculé, il peut être affiché à l’aide de diverses techniques. Pour les hologrammes basés sur Fourier, cela implique généralement l'utilisation d'un modulateur spatial de lumière (SLM), tel qu'un écran LCD ou LED, pour moduler l'amplitude et la phase d'une source de lumière cohérente (par exemple, un laser) conformément au motif holographique calculé. . Les ondes lumineuses résultantes interfèrent ensuite les unes avec les autres pour former l’image tridimensionnelle reconstruite, qui peut être visualisée par un observateur positionné à la distance et à l’angle appropriés.
Créer un chologramme généré par ordinateurimplique plusieurs étapes clés, notamment la préparation des données de l'objet, le calcul du champ lumineux, l'application d'une transformée de Fourier et enfin l'affichage du motif holographique. Bien que les hologrammes basés sur Fourier ne représentent qu’une approche du CGH, ils se sont révélés être un outil puissant pour générer et afficher des images tridimensionnelles. À mesure que la technologie continue de progresser, nous pouvons nous attendre à voir des méthodes encore plus sophistiquées et polyvalentes pour créer et afficher des hologrammes générés par ordinateur dans les années à venir.
