2. Experiment: Holografische Linse

Eigenschaften und Herstellung einer holografischen Linse, Aufgabenstellungen

Eigenschaften einer holografischen Linse

Ein enges Verlaufsgitter (kleiner Gitterlinienabstand g) liefert Maxima unter großen Winkeln alpha und umgekehrt. Wenn man ein Gitter herstellt, bei dem die Gitterlinien konzentrische Kreise sind und der Gitterlinienabstand von innen nach außen in geeigneter Weise abnimmt, wird das Licht eines einlaufenden parallelen Lichtbündels so in die beiden Ordnungen k = 1 und k = -1 gebeugt, dass es hinter dem Gitter in einem Punkt P2 zusammenläuft beziehungsweise so auseinander läuft, als käme es von einem Punkt P1 vor dem Gitter. Dieses Gitterringsystem - eine Fresnelsche Zonenplatte mit verlaufender Schwärzung - ist also gleichzeitig eine Sammellinse und eine Zerstreuungslinse (Interferenzmaxima der Ordnung k = 0 sind nicht eingezeichnet). Wenn man gegen die Lichtrichtung darauf blickt, scheint dahinter der leuchtende Punkt P1 zu schweben. Dies ist also das Hologramm des Punktes P1.

Herstellung einer holografischen Linse

Diesmal überlagert man auf der Fotoschicht eine ebene Welle mit einer Kugelwelle. Dazu benutzt man nur ein Prisma, stellt aus Sicht des Kameragehäuses mittig dahinter eine polierte Kugel und beleuchtet beide mit dem parallelen Laserlichtbündel.


Der Reflex der Kugel bildet eine Kugelwelle, der Reflex der ebenen Prismenfläche ist eine ebene Welle. Beide überlagern sich auf dem Film und schwärzen ihn entsprechend. Wenn man die entstandene holografische Linse mit dem parallelen Laserbündel durchstrahlt, kann man auf einem Schirm den Brennpunkt finden und die Brennweite bestimmen. Sie sollte gleich dem Abstand der Kugel vom Film bei der Aufnahme sein.

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Überlagerung mehrerer holografischer Linsen

Überlagert man auf einer Aufnahme mehrere holografische Linsen gegeneinander verschoben, so bildet jede bei Beleuchtung mit einem parallelen Lichtbündel einen eigenen Doppelkegel (entsprechend Abb. 5). Schaut man wieder gegen die Lichtrichtung darauf, scheinen mehrere Objektpunkte dahinter zu schweben und zu leuchten. Zur Herstellung setzt man hinter das Prisma im Aufbau einfach weitere Stahlkugeln.

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