af3340 - Holographie optique Principes par Paul SMIGIELSKI...

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Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Sciences fondamentales AF 3 340 - 1 Holographie optique Principes par 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 ‘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’obser- ver 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 1. Aspects physiques .................................................................................... AF 3 340 - 2 1.1 Enregistrement d’un hologramme. ............................................................. 2 1.2 Restitution d’une image tridimensionnelle. ............................................... 3 2. Aspects théoriques .................................................................................. 4 2.1 Processus d’enregistrement. ....................................................................... 4 2.2 Processus de restitution. .............................................................................. 5 3. Différents types d’hologrammes .......................................................... 6 3.1 Hologrammes par transmission et hologrammes par réflexion. ............. 7 3.2 Hologrammes d’amplitude et hologrammes de phase . ........................... 7 3.3 Hologrammes en surface et hologrammes en volume. ............................ 8 3.4 Hologrammes en lumière diffusée et hologrammes en lumière dirigée (non diffuse). ................................................................................................. 8 4. Quelques propriétés des hologrammes .............................................. 9 4.1 Parallaxe. ....................................................................................................... 9 4.2 Profondeur de champ . ................................................................................. 10 4.3 Résolution . .................................................................................................... 11 4.4 Efficacité de diffraction . ............................................................................... 11 4.5 Répartition d’intensité dans l’objet. ............................................................ 11 4.6 Image virtuelle et/ou image réelle . ............................................................. 11 5. Conditions d’enregistrement et de restitution ................................ 12 5.1 Enregistrement . ............................................................................................ 12 5.2 Restitution. .................................................................................................... 15 6. Aperçu sur les applications ................................................................... 16 6.1 Analyse des microparticules . ...................................................................... 16 6.2 Hologramme utilisé comme composant optique. ..................................... 16 6.3 Applications artistiques et publicitaires. Muséologie . .............................. 17 7. Conclusion .................................................................................................. 18 Références bibliographiques .......................................................................... 18 C
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HOLOGRAPHIE OPTIQUE _________________________________________________________________________________________________________________ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. AF 3 340 - 2 © Techniques de l’Ingénieur, traité Sciences fondamentales 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 pho- tographique. 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 réfé- rence simple provenant de la même source d’éclairage de l’objet. La photogra-
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