홀로그래피

본문내용

울이나 특수 프리즘을 쓴다. 이때 나누어지는 비율을 조절할 수 있으면 좋다.
(6) 반사경 : 반사도, 평면도가 좋은 것을 사용한다.
(7) 필름 : 종류에 따라 여러 가지가 있으며 현상방법도 다르다. Kodac과 AGFA에서 여러 종류가 나와 있다.
(8) 현상물품 : 현상액, 표백제, 침전제, 수조, 집게, 장갑, 온도계 등이다.
(9) 현상시설 및 암실이 필요함.
2) 반사형
그림 6. 실험장치의 구성. He-Ne레이저에서 나온 빛이 공간필터(spatial filter)를 통과한 후 매끈한 구면파로 퍼져나간다. 50:50 빔스프리터(beamsplitter)에서 두 파로 나누어진 구면파 중 하나는 물체에 조명되어 물체파를 만들어 필름의 앞에 조명되고, 하나는 그대로 필름의 뒷면에 조명되어 기준파를 만든다.
4. 실험방법
1) 장치 만들기
(1) 광학대에 레이저를 고정시켜 설치한다.
(2) 공간필터를 레이저 앞에 설치하고 조절하여 맞춘다. 입사구 상하를 먼저 조절한 다음 방출구 상하를 조절하여 빛이 나가게 한 다음 거리를 조절하여 일정한 빛이 나오게 한다. 이때 공간필터를 거친 빛이 약간 확산된다. 공간필터의 거리는 입사구와 방출구의 거리를 멀리한 다음 차츰 가깝게 한다. (방출된 빛이 회절되지 않게 잘 조정한다.)
(3) 공간필터 다음에 빔스프리터를 설치하여 빛을 두개로 나눈다. 필요에 따라서 물체에 가는 빛을 강하게 할 필요도 있다. (물체의 반사도에 따라 다르지만, 보통 물체의 밝기와 기준파의 밝기의 비를 5:1정도가 적당하다)
(4) 필름홀더를 설치한다. 이때 필름홀더의 설치에 따라 반사(reflection)를 이용하는 법과 투과(transmission)를 이용하는 방법이 있다. 기준파로 삼을 빛이 비스듬하게 비칠 수 있게 한다. (필름홀더는 산란이 적은 유리로, 필름을 잡아줄 수 있어야 한다)
(5) 물체를 필름 앞에 설치한다. (이때 물체가 기준파의 빛이 필름에 들어가는 것을 막지 않게 하고, 물체와 필름간의 거리는 10cm정도가 적당하다)
(6) 물체에 빛을 비추어보고 필름을 통해서 잘 보이는가 확인 한다.
2) 촬영
(1) 레이저가 켜져 있는 시간을 맞추어 놓는다. 사물에 따라 변화가 심하다. 특히 금속이 반사도가 좋아서 잘 찍히고 노출시간도 작아진다. 준비 완료된 상태에서 주위를 어둡게 한다. (빛이 들어가지 않는 암실을 이용하는 것이 좋다.)
(2) 필름을 필름홀더에 끼운다.
(3) 일정한 시간동안 물체를 촬영 한다. 금속일 경우 15초가 적당하다. (노출시간은 물체와 필름에 따라 다르다.) 촬영도중 필름이 흔들리지 않도록 한다.
(4) 필름을 회수한다.
3) 현상 : 현상하는 방법은 필름에 따라 달라진다. 이 실험에서는 AGFA BE75 T3 HD NAH film (101mm×127mm)을 사용 한다.
(1) 현상용액 : 정착액, 표백제, 알콜 50%, 알콜 100%
(2) 수조를 5개 준비하여 developer, wash, bleach, wash, rinse순으로 배치한다.
(3) 빛을 없애고 필름을 꺼낸 후 수조 순으로 3분, 30초, 2분, 2분, 30초 동안 담근다. 다 만들어진 필름은 말린 후 필름지지대에 다시 세우고 원래 기준파를 입사시켜보면 필름너머로 원래의 물체 위치에 상이 보일 것이다. 이 상을 면밀히 관찰하여 상의 특징들을 알아보자.
5. 실험결과 : 물체 홀로그램
1) 광의세기
물체파 : 기준파 = 1 : 4 or 1:3 이 좋다.
실험에서는 = 0.8:2.2
2) 거리
물체파 : 기준파 = 1:1 이 좋다.
- b/s - m - 필름 까지 거리
물체 = 54+58+21+15 =148
기준 = 53+95 =148 1:1
필름노출시간 8초
3) 각도와 시간에 따라 Hologram을 만들어 보았다.
(1) 물체파와 기준파의 사이각
- 90° (45°,45°) 일 때 4초
- 50° (25°,25°) 일 때 4초, 8초
- 30° (15°,15°) 일 때 8초
(2) 높이 맞추기, 거리 맞추기, 각도 맞추기, 공간필터 설치 순으로 한다.
- 각도에 따른 격자무늬 수 : λ/sinθ = 540nm/sinθ =
θ
10°
20°
30°
40°
50°
60°
70°
80°
90°
540nm/sinθ
3,109.7
1,578.8
1,080
840
704.9
623.5
574.6
548.3
540
6. 고찰
이번 실험은 레이저를 이용하여 투과형 홀로그램을 제작하고 이로부터 파면에 대한 정보를 필름에 기록하는 원리를 파동의 간섭성으로부터 이해한다. 또한 이렇게 만들어진 홀로그램을 레이저로 조명하여 입체상을 재생하여 그 원리를 알아낸다. 이 실험에서는 홀로그래피의 여러 방식 중 투과형 홀로그램을 제작하였다.
실험에 앞서 조교오빠의 주의사항과 실험방법에 대하여 간단하게 설명을 들을 수 있었다. 90°, 50°, 30°의 각도를 이용하여 각도에 따른 회절격자모양을 볼 수 있는 홀로그램을 만들어보았다. 홀로그램을 만들기 위한 실험 장치는 간단한 듯 보였다. 레이저가 반사경과 분리개 하나하나 통과 할 때마다 레이저 빛을 조절하느라 힘이 들었다. 완성된 필름을 현상하는데 표백제가 없어서 끝까지는 하지 못하였다.
그 다음으로 투과형 물체 홀로그램을 만들었다. 첫 번째 주에 실험했던 것과 거의 같은 방법으로 실험 장치를 꾸몄다. 기준파와 물체파의 거리의 비는 1:1 이고 광의 세기는 1:3, 4 일대가 가장 좋다고 하였는데 실험을 할 때에는 오차가 조금 생겼던 것 같다. 실험실이 완전히 어둡지 못했고 광의 높이가 조금씩 달랐기 때문인 것 같다. 필름을 현상 후에는 비스듬히 말려야 알코올을 흘려 내려서 얼룩이 생기지 않는데 약간의 작은 얼룩들이 생겼다. 일상생활에서 자주 보던 홀로그램을 직접 만들어 볼 수 있어서 재미도 있었고 더 정확하게 알 수 있었다.
7. 참고문헌
- "레이저와 홀로그래피" W.E.칵 지음 이상수 옮김 현대과학신서
- "현대광학" 김 종오 지음 과학서적센타 5장
- "HOLOGRAPHY HAND BOOK" Fred Unterseher, Jeannene Hansen, Bob Schlesin 공저 ROOS BOOKS

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투과형,   홀로그래피,   홀로그램,   반사형