Holografi adalah teknik yang memungkinkan
cahaya dari suatu
benda yang tersebar direkam dan kemudian direkonstruksi sehingga
objek seolah-olah
berada pada posisi yang relatif sama dengan media rekaman yang direkam. Gambar
berubah sesuai dengan posisi dan orientasi dari perubahan sistem pandangan
dalam cara yang sama seperti saat objek itu masih ada, sehingga gambar yang
direkam akan muncul secara
tiga dimensi (3D) yang
biasa disebut dengan hologram. Teknologi perekaman
citra tiga dimensi
ini menggunakan sinar murni (seperti
laser).
Setelah pemrosesan, penampakan benda akan terlihat berbeda-beda dari berbagai
sudut. Pembuatan hologram tradisional menggunakan proses
kimia yang rumit.
Penampakan pada hologram modern dapat dilihat dengan pencahayaan yang biasa dan
dapat pula menunjukkan citra tiga dimensi benda besar yang bergerak dengan
pewarnaan yang lengkap.
Sejarah
Pada tahun 1940-an, Dr. Dennis Gabor,
seorang fisikawan Hongaria, menemukan teknik holografi. Berkat penemuannya
tersebut, ia dianugerahi penghargaan Nobel
pada tahun 1971. Hasil temuaannya menjadikan ia sebagai perintis, bapak, dan
sekaligus pencipta holografi. Sayangnya, perkembangan bidang ini berjalan
lambat hingga tahun 1960-an. Akhirnya, perkembangan holografi mulai bergerak
lagi dengan adanya perkembangan teknologi laser.
Hologram
Hologram adalah produk dari teknologi
holografi. Hologram terbentuk dari perpaduan dua sinar cahaya yang koheren dan
dalam bentuk mikroskopik. Hologram bertindak sebagai gudang informasi optik. Informasi-informasi optik itu kemudian akan membentuk
suatu gambar, pemandangan, atau adegan.
Hologram merupakan jelmaan dari
gudang informasi (information storage) yang mutakhir. Kelebihan hologram
ialah ia mampu menyimpan informasi, yang di dalamnya memuat objek-objek 3 dimensi
(3D). Tidak hanya objek-objek yang biasa terdapat di foto atau gambar pada
umumnya. Hal itu disebabkan prinsip kerja hologram tidak sesederhana lensa fotografi.
Hologram menggunakan prinsip-prinsip difraksi dan interferensi,
yang merupakan bagian dari fenomena gelombang.
Karakteristik
hologram
Hologram, memiliki karakteristik
yang unik. Beberapa diantaranya yaitu:
- Cahaya, yang sampai ke mata pengamat, yang berasal dari
gambar yang direkonstruksi dari sebuah hologram adalah sama dengan yang
apabila berasal dari objek aslinya. Seseorang, dalam melihat gambar
hologram, dapat melihat kedalaman, paralaks,
dan berbagai perspektif berbeda seperti yang ada pada skema pemandangan yang
sebenarnya.
- Hologram dari suatu objek yang tersebar dapat
direkonstruksi dari bagian kecil hologram. jika sebuah hologram pecah
berkeping-keping, masing-masing bagian dapat digunakan untuk mereproduksi
lagi keseluruhan gambar. Walau bagaimanapun, penyusutan dari ukuran
hologram, dapat menyebabkan penurunan perspektif dari gambar, resolusi,
dan tingkat kecerahan dari gambar.
- Dari sebuah hologram dapat direkonstruksi dua jenis
gambar, biasanya gambar nyata (pseudoscopic) dan gambar maya (orthoscopic)
- Sebuah hologram tabung
dapat memberikan pandangan 360 derajat dari objek
- Lebih dari satu gambar independen yang dapat disimpan
dalam satu pelat fotografi yang sama yang dapat dilihat dari satu per satu dalam
satu kesempatan.
Penyimpangan
hologram
Hologram dapat menderita
penyimpangan yang disebabkan oleh konstruksi satu ke rekonstruksi berikutnya
serta oleh ketidaksesuaian referensi dan rekonstruksi sinar. Penyimpangan pada
hologram kromatik dan nonkromatik, keduanya sama-sama merupakan penyimpangan
yang serius walaupun hanya sebuah penyimpangan dari geometri perekaman
yang ada pada rekonstruksi geometri.
Gambar
orthoscopic dan pseudoscopic
Sebuah hologram dapat merekonstruksi
dua gambar, yang nyata dan maya (replika dari objek). Namun, dua gambar
tersebut terbedakan dalam tampilannya di mata pengamat. Gambar maya diproduksi
dengan posisi yang sama dengan objek dan memiliki tampilan yang sama pada
kedalaman dan paralaks dengan objek tiga dimensi yang sebenarnya. Gambar maya
terlihat seolah-olah pengamat melihat objek asli melalui jendela yang
ditentukan oleh ukuran dari hologram. Gambar tersebut dikenal sebagai gambar
orthoscopic Gambar nyata, juga terbentuk dengan jarak yang sama dari hologram,
tapi berada didepannya serta kedalaman gambarnya terbalik. Hal ini disebabkan
oleh fakta bahwa titik-titik yang bersesuaian pada kedua gambar (nyata dan
maya) terletak pada jarak yang sama dari hologram. Gambar nyata ini dikenal
sebagai pseudoscopic. Gambar ini sangat tidak nyaman untuk dilihat karena
memang kita tidak terbiasa melihat gambar terbalik dalam kehidupan normal.
Gambar tersebut tidak dapat diubah dengan tekni-teknik optika sampai baru-baru ini. Kini, sudah memungkinkan untuk
mengkonjugasikan muka gelombang dengan menggunakan teknik konjugasi
fase optik. Gelombang muka ini memiliki aplikasi yang
potensial dalam mengoreksi efek dari penyimpangan media pada pencitraan optik.
Sebuah hologram yang terekam oleh
lensa atau sebuah cermin cekung, dapat menghasilkan sebuah bayangan nyata
orthoscopic dari objek.
Bayangan nyata orthoscopic dari objek ini juga dapat diciptakan dengan cara
merekam dua hologram secara berturut-turut. Tahap pertama, hologram utama
direkam dengan menggunakan sinar acuan. Hologram ini, saat direkonstruksi oleh
sinar, menghasilkan sebuah gambar maya dan gambar nyata dengan pembesaran unit.
Kemudian, hologram ini direkam dengan menggunakan gambar nyata dari hologram
utama sebagai sinar objek. Pada saat hologram ini sudah terekonstruksi, akan
menghasilkan bayangan maya pseudoscopic dan bayangan nyata orthoscopic.
Klasifikasi
hologram
Hologram, dapat diklasifikasikan
dalam beberapa cara tergantung pada ketebalan, metode perekaman, metode
rekonstruksi dan lain sebagainya.
Klasifikasi
berdasarkan amplitudo dan fase hologram
Sebuah hologram, tipe penyerapannya
ada yang menghasilkan perubahan pada amplitudo
dari sinar rekonstruksinya. Jenis fase dari hologram ini menghasilkan fase
perubahan pada sinar rekonstruksi dikarenakan variasi dari indeks bias atau
ketebalan dari medium. Fase hologram, memiliki keuntungan lebih daripada
amplitudo hologram dalam hal pemborosan energi di dalam medium hologram serta
efisiensi penguraian yang lebih tinggi. Hologram yang direkam dalam emulsi
fotografik mengubah baik amplitudo dan fase dari menerangi gelombang. Bentuk
dari rencana kerangka perekaman ini tergantung dari fase relatif dari
pencampuran sinar. Akibatnya, gelombang yang terekonstruksi terefleksi ke
hologram yang sesuai dengan kepadatan perak yang tersimpan dengan variasi
amplitudonya sebanding dengan amlpitudo dari objek. Demikian pula dengan fase
gelombang rekonstruksi, yang dimodulasikan sebanding dengan fase dari gelombang
objek. Jadi, baik amplitudo dan fase dari gelombang objek merupakan reproduksi.
Klasifikasi
berdasarkan ketebalan hologram
Hologram bisa berbentuk tipis
(bidang) atau tebal (isi). Sebuah parameter Q dapat digunakan untuk membedakan
antara hologram tipis dan tebal. Sebuah hologram dapat dikatakan tipis apabila
Q < 1. Hal ini telah dibuktikan bahwa hologram tipis yang ditambah dengan
teori gelombang berlaku untuk nilai Q urutan 1. Jadi, kriteria dari Q tidak
selalu cukup. Sebuah hologram mungkin juga disebut tipis jika emulsi
ketebalannya lebih rendah dari jarak tepi. Hologram seperti ini menghasilkan
beberapa ketentuan (i) ketentuan 0 jika sinar acuan ditransmisikan secara
langsung, (ii) ketentuan 1 jika penyebaran menghasilkan bayangan maya, (iii)
ketentuan -1 jika penyebaran sama dengan intensitas untuk ketentuan 1
menghasilkan gambar konjugasi dan (iv) lebih besar dari 1 jika ada penurunan
intensitas.
Sebuah hologram yang bervolume
(tebal) dapat dikatakan sebagai superposisi dari tiga dimensi rekaman terukur
pada kedalaman dari emulsi menurut hukum Bragg. Rencana pengukuran pada volume
hologram menghasilkan perubahan maksimal pada indeks bias dan atau indeks
penyerapan. Kesimpulan dari hukum Bragg adalah volume hologram merekonstruksi
bayangan maya pada posisi asli dari objek jika sinar rekonstruksi bertepatan
dengan sinar acuan. Namun, bagaimanapun juga gambar konjugasi dan ketentuan
penyebaran yang lebih tinggi tidak termasuk disini.
Proses
perekaman hologram
Holografi, sering disalah
konsepsikan sebagai 3D fotografi. Analogi yang lebih baik adalah rekaman suara
di mana bidang bunyi dikodekan sedemikian rupa agar di kemudian hari dapat
direproduksikan. Dalam holografi, sebagian dari sinar yang tersebar dari objek atau sekumpulan objek jatuh di
atas media perekam. Sinar kedua, yang dikenal sebagai sinar acuan, juga
menerangi media perekam
sehingga terjadi gangguan antara kedua sinar tersebut. Hasil dari bidang cahaya
tersebut adalah sebuah pola acak dengan intensitas yang bervariasi yang disebut
hologram. Dapat ditunjukkan bahwa jika hologram diterangi oleh sinar acuan
asli, sebuah bidang cahaya terdifraksi oleh sinar acuan yang mana identik
dengan bidang cahaya yang disebarkan oleh objek atau objek-objek. Dengan
demikian, seseorang yang memandang ke hologram tetap dapat ‘melihat’ objek
walaupun objek tersebut mungkin sudah tidak ada lagi. Berbagai variasi bahan
rekaman yang juga dapat digunakan, termasuk Variasi Film fotografis.
Keunggulan
hologram
Seperti yang telah dikatakan
sebelumnya, kapabilitas hologram melebihi kapabilitas media penyimpanan lainnya.
Salah satunya ialah, hologram dapat merekam intensitas
cahaya. Dengan kata lain, hologram memiliki informasi tambahan baru
dibandingkan media lain.
Secara otomatis dengan adanya
rekaman intensitas cahaya, hologram pun mampu untuk memperlihatkan kedalaman
(depth). Ketika seseorang melihat ke arah sebuah pohon, ia menggunakan matanya untuk
menangkap cahaya dari objek itu. Setelah itu, informasi diolah untuk memperoleh
makna mengenai objek tadi. Prinsip ini hampir sama dengan hologram. Hologram
menjadi cara yang nyaman untuk menciptakan kembali gelombang cahaya yang sama,
yang berasal dari objek yang sebenarnya.
Kemampuan ini sangat menakjubkan.
Objek terasa nyata dan hidup dan ia akan terlihat seolah-olah akan ”melompat”
dari gambar (scene). Jika pada sebuah foto standar, pemandangan diambil dari
satu perspektif saja, maka hologram mematahkan batasan itu. Hologram mampu
untuk melihat suatu objek dari berbagai perspektif.
Aplikasi
holografi
Aplikasi teknik holografi telah tersebar ke berbagai aspek
kehidupan. Holografi memudahkan manusia dalam mengabadikan karya-karya seni dan
benda-benda peninggalan sejarah, pembuatan iklan dan film, dan lain sebagainya. Selain itu, aplikasi holografi lain
ialah holographic interferometry, holographic optical element (HOE),
dan holographic memory.
Holographic
interferometry
Holographic interferometry adalah
aplikasi dari teknologi holografi yang memungkinkan kita untuk membuat replika
atau tiruan visual suatu benda, beserta efeknya. Dengan teknik ini, objek akan
mengalami dua kali pencahayaan. Sehingga visualisasi suatu benda dapat
bervariasi.
Pada proses pencahayaan yang
pertama, objek harus dalam keadaan diam, tidak boleh bergerak. Pada proses
pencahayaan yang kedua, objek tadi menjadi subjek untuk memberikan bentuk-betuk
fisik sesuai dengan wujud asli objek tersebut. Kemudian sepanjang proses tadi,
hologram akan melukiskan sejumlah garis, baik garis tepi maupun garis diagonal
yang melewati objek. Garis-garis itu kemudian akan menjelma menjadi garis-garis
kontur serupa pada sebuah peta. Peta visual ini sangat bergantung pada garis
tepi, sebab garis tepi lah yang memberi bentuk-bentuk fisik. Bila terjadi
kesalahan pada proses yang pertama, maka hal itu akan mempengaruhi pembuatan
peta visualnya.
Holographic interferometry terdiri
atas tiga tipe, yaitu :
Holographic interferometry sudah
banyak digunakan di industri manufaktur.
Kegunaannya ialah untuk menginpeksi kerusakan atau kegagalan pada produk.
Subjeknya ialah logam dan bahan nonlogam. Material ini digunakan untuk menguji
adanya kemungkinan-kemungkinan kerusakan.
Holographic
optical element (HOE)
Holographic optical element ialah
salah satu jenis dari elemen optis difraktif. HOE dapat mengganti suatu sistem
optik dengan komponen optik ganda, seperti lensa, kaca, [beam splitters], dan prisma. HOE sangat bermanfaat bila terjadi ketidaksesuaian dan
ketidakseimbangan komponen optik suatu benda.
Kini hadir teknologi DOE
(Diffractive Optical Element) sebagai kelanjutan dari HOE. Pada DOE, gelombang
cahaya yang datang tidak lagi dibengkokan, melainkan dipecah menjadi puluhan,
ratusan, atau bahkan ribuan gelombang. Gelombang-gelombang tadi nantinya akan
meyatu kembali dan membentuk sebuah gelombang lengkap yang baru.
Aplikasi HOE dan DOE antara lain
sebagai berikut :
- Sistem komunikasi dengan media optik
- CD
(compact disk) (cakram kompak)
- Aplikasi-aplikasi arsitektural (seni bangunan)
- Finger print sensor
(sensor sidik jari)
- Proses pengolahan informasi
Holographic
memory
Perkembangan teknologi holografi
turut merambah ke sistem penyimpanan data.
Hal ini dimaksudkan untuk menciptakan media penyimpanan data dengan kapasitas
yang lebih besar. Media-media penyimpanan yang mengadopsi prinsip-prinsip
holografis disebut dengan holographic memory.
Pada dasarnya, teknologi holographic
memory memanfaatkan cahaya untuk menyimpan dan membaca kembali data atau
informasi. Sinar Laser (singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emission
of Radiation) yang bersifat monokromatik dan koheren dilewatkan pada sebuah
alat yang disebut ‘beam splitter’. Splitter ini ‘memecah’ sinar LASER menjadi
dua, yang pertama disebut sinar sinyal atau sinar tujuan, yang kedua disebut
sinar acuan. Disebut sinar tujuan karena sinar ini membawa kode informasi atau
obyek yang akan disimpan. Disebut sinar acuan karena merupakan sinar yang
dirancang sedemikian rupa, sehingga mudah dan sederhana untuk direproduksi
karena digunakan sebagai referensi.
Salah satu contoh dari holographic
memory ialah kepingan holografis. Para peneliti tengah berusaha mengembangkan
kepingan (CD) yang memiliki muatan penyimpanan holografis, sehingga dapat
menyimpan informasi dengan ukuran terabit. Hal ini dikarenakan pengepakan data
menjadi lebih mapat dibandingkan teknologi optis konvensional seperti yang
digunakan pada DVD dan Blu-Ray. Bayangkan satu keping cakram optis, dengan ketebalan
cakram 1,5mm, mampu menyimpan data sebesar 200 GB.
Holographic memory memiliki beberapa
keunggulan dibandingkan media penyimpanan lain, antara lain sebagai
berikut :
- Holographic memory dapat menyimpan data 2 dimensi, 3
dimensi, dan juga data digital.
- Kapasitas penyimpanan data lebih besar, dapat mencapai
27 kali lebih besar dari kapasitas DVD yang kita pakai saat ini.
- Proses pembacaan data lebih cepat, yakni 25 kali lebih
cepat daripada DVD.
