يمرس : الليزر والتصوير ثلاثي الأبعاد (الهلوجرافي)

توتر وتحشيد بين وحدات عسكرية غرب لحج على شحنة أسلحة عالم أزهري يحذر: الطلاق ب"الفرانكو" غير معترف به شرعا تسعة جرحى في حادث مروع بطريق عرقوب شقرة.. فواجع متكررة على الطريق القاتل الخدمة المدنية توقف مرتبات الموظفين غير المطابقين أو مزدوجي الوظيفة بدءا من نوفمبر انتقادات حادة على اداء محمد صلاح أمام مانشستر سيتي سؤال المعنى ...سؤال الحياة برباعية في سيلتا فيجو.. برشلونة يقبل هدية ريال مدريد بوادر معركة إيرادات بين حكومة بن بريك والسلطة المحلية بالمهرة هل يجرؤ مجلس القيادة على مواجهة محافظي مأرب والمهرة؟ جحش الإخوان ينهب الدعم السعودي ويؤدلج الشارع اليمني الأربعاء القادم.. انطلاق بطولة الشركات في ألعاب كرة الطاولة والبلياردو والبولينغ والبادل العسكرية الثانية تفضح أكاذيب إعلام حلف بن حبريش الفاسد غارتان أمريكيتان تدمران مخزن أسلحة ومصنع متفجرات ومقتل 7 إرهابيين في شبوة إحباط عملية تهريب أسلحة للحوثيين بمدينة نصاب الدوري الايطالي: الانتر يضرب لاتسيو في ميلانو ويتصدر الترتيب برفقة روما الأمانة العامة لرئاسة الجمهورية تُنظم فعالية خطابية وتكريمية بذكرى سنوية الشهيد العدو الصهيوني يواصل خروقاته لإتفاق غزة: استمرار الحصار ومنع إدخال الوقود والمستلزمات الطبية عدن.. هيئة النقل البري تغيّر مسار رحلات باصات النقل الجماعي فوز (ممداني) صفعة ل(ترامب) ول(الكيان الصهيوني) الأستاذ علي الكردي رئيس منتدى عدن ل"26سبتمبر": نطالب فخامة الرئيس بإنصاف المظلومين الشيخ علي محسن عاصم ل "26 سبتمبر": لن نفرط في دماء الشهداء وسنلاحق المجرمين مرض الفشل الكلوي (27) فتح منفذ حرض .. قرار إنساني لا يحتمل التأجيل الأمين العام لجمعية الهلال الأحمر اليمني ل 26 سبتمبر : الأزمة الإنسانية في اليمن تتطلب تدخلات عاجلة وفاعلة انها ليست قيادة سرية شابة وانما "حزب الله" جديد ثقافة الاستعلاء .. مهوى السقوط..!! تيجان المجد الشهادة .. بين التقديس الإنساني والمفهوم القرآني الزعوري: العلاقات اليمنية السعودية تتجاوز حدود الجغرافيا والدين واللغة لتصل إلى درجة النسيج الاجتماعي الواحد الدولة المخطوفة: 17 يومًا من الغياب القسري لعارف قطران ونجله وصمتي الحاضر ينتظر رشدهم سقوط ريال مدريد امام فاليكانو في الليغا قراءة تحليلية لنص "مفارقات" ل"أحمد سيف حاشد" الرئيس الزُبيدي يُعزي قائد العمليات المشتركة الإماراتي بوفاة والدته محافظ العاصمة عدن يكرم الشاعرة والفنانة التشكيلية نادية المفلحي الأرصاد يحذر من احتمالية تشكل الصقيع على المرتفعات.. ودرجات الحرارة الصغرى تنخفض إلى الصفر المئوي في بطولة البرنامج السعودي : طائرة الاتفاق بالحوطة تتغلب على البرق بتريم في تصفيات حضرموت الوادي والصحراء جناح سقطرى.. لؤلؤة التراث تتألق في سماء مهرجان الشيخ زايد بأبوظبي وزير الصناعة يشيد بجهود صندوق تنمية المهارات في مجال بناء القدرات وتنمية الموارد البشرية اليمن تشارك في اجتماع الجمعية العمومية الرابع عشر للاتحاد الرياضي للتضامن الإسلامي بالرياض 2025م. شبوة تحتضن إجتماعات الاتحاد اليمني العام للكرة الطائرة لأول مرة صنعاء.. البنك المركزي يوجّه بإعادة التعامل مع منشأة صرافة رئيس الحكومة يشكو محافظ المهرة لمجلس القيادة.. تجاوزات جمركية تهدد وحدة النظام المالي للدولة "وثيقة" خفر السواحل تعلن ضبط سفينتين قادمتين من جيبوتي وتصادر معدات اتصالات حديثه ارتفاع أسعار المستهلكين في الصين يخالف التوقعات في أكتوبر كم خطوة تحتاج يوميا لتؤخر شيخوخة دماغك؟ أوقفوا الاستنزاف للمال العام على حساب شعب يجوع عين الوطن الساهرة (1) سرقة أكثر من 25 مليون دولار من صندوق الترويج السياحي منذ 2017 هل أنت إخواني؟.. اختبر نفسك مأرب.. فعالية توعوية بمناسبة الأسبوع العالمي للسلامة الدوائية في ذكرى رحيل هاشم علي .. من "زهرة الحنُّون" إلى مقام الألفة مأرب.. تسجيل 61 حالة وفاة وإصابة بمرض الدفتيريا منذ بداية العام على رأسها الشمندر.. 6 مشروبات لتقوية الدماغ والذاكرة كما تدين تدان .. في الخير قبل الشر الزكاة تدشن تحصيل وصرف زكاة الحبوب في جبل المحويت صحة مأرب تعلن تسجيل 4 وفيات و57 إصابة بمرض الدفتيريا منذ بداية العام الجاري الشهادة في سبيل الله نجاح وفلاح "جنوب يتناحر.. بعد أن كان جسداً واحداً"

شكرا على الإبلاغ!

سيتم حجب هذه الصورة تلقائيا عندما يتم الإبلاغ عنها من طرف عدة أشخاص.

الليزر والتصوير ثلاثي الأبعاد (الهلوجرافي)

همدان سلطان نشر في الجمهورية يوم 02 - 03 - 2008

إن أحد أهم الفروع التي جاء الليزر ليطورها هو التصوير المجسم، الذي ما كان ليكون إلا بوجود الليزر. و في التصوير المجسم بحر واسع من الفوائد ، و هو كالليزر إذ ظن بعض الناس أنه مجرد ترف، إلا أنه أثبت نفسه في ميادين عديدة، صناعية و تجارية، بل وطبية. وفي هذا المقال سوف نتحدث بشكل ميسر عن فكرة عمل التصوير المجسم، و دور الليزر في إنجازه، ثم نعرض بعض خصائص التصوير المجسم، و نختم بذكر بعض تطبيقاته.
التصوير ثلاثي الأبعاد (الهلوجرافي)holography هو تصوير مجسم يختلف عن التصوير العادي الذي تعتمد عليه عملية التصوير على تكوين الصورة في بعدين باستخدام عدسات ضوئية وظيفتها تجميع الأشعة المرئية المنعكسة من الجسم المراد تصويره وتسجيلها على شريحة تعرف باسم الفيلم والذي يتم عليه تسجيل للعلاقة بين شدة الإضاءة المنعكسة عن الجسم وموضعها على الفيلم. أما في التصوير الهلوجرافي فتختلف تماماً حيث تعتمد عملية التصوير الهلوجرافي على شعاع الليزر وتتلخص فكرة التصوير الهلوجرافي على تسجيل لنماذج التداخل بين أشعة الليزر المنعكسة مع الجسم مع شعاع يسقط مباشرة على الفيلم الذي يسمى هنا هلوجرام hologram وبالتالي فإن ما يسجل على الفيلم هو نمط التداخل بين الشعاعين. كذلك تختلف فكرة عرض اظهار الصورة المأخوذة بالكاميرا العادية عن عملية عرض الصورة ثلاثية الأبعاد ففي الطريقة الأولي يتم تحميض الفيلم بطريقة كيميائية لنحصل على نجاتيف يظهر توزيع الكثافة الضوئية على الفيلم ليتم طباعته من خلال تمرير الضوء خلال النيحاتيف ليطبع على ورق خاص. أما في التصوير الهلوجرافي فالأمر مختلف حيث يتم تسليط شعاع ليزري على الهلوجرام وينتج عنه تشتت للضوء الليزر في الفراغ معطياً لشكل الجسم الذي انتجه. أي ان الصورة في حالة التصوير العادي تستقبل على حائل بينما تتكون الصورة في الهلوجرافي في الفراغ مما يمكنك من الدوران حول الصورة في الفراغ لرؤية صورة مجسمة (ثلاثية الأبعاد)
ولمزيد من التوضيح دعنا نقوم بالتجربة التالية:
و القينا حجرًا في بركة ماء ساكن فإنه ستتولد موجات منتظمة، تنتشر على شكل دوائر متحدة المركز. ولو القينا حجرين متماثلين تمامًا في نقطتين مختلفتين فإن الموجات التي تنتج عنهما يتجه بعضُها نحو بعض. فإذا التقت قمة موجة مع قمة موجة أخرى فإنهما تحدث تراكب بناء تنتج عنه سعة موجة أكبر من مرتين من كلّ منهما؛ وإذا التقت قمة موجة مع قاع موجة أخرى يحدث تراكب هدام بحيث يتلاثى بعضهما البعض وتنعدم الموجتان ويتولد عنهما منطقة سكون في الماء. وهكذا يمكن لنا أن نتصور كلَّ حالات التداخل البينيَّة بين الموجات. والنتيجة النهائية هي نظام معقد للغاية يسمَّى نموذج التداخل وبالمثل تسلك الموجات الضوئية نفس سلوك الموجات المائية. ولكن مع الفرق أن الضوء ينتشر في الفراغ ولا يحتاج إلى وسط مادي لينتقل فيه مثل موجات الماء أو الموجات الصوتية. ولكن هناك شرط رئيس يجب توافره في الضوء المستخدم للتصوير الهلوجرافي وهو أن يكون الضوء أحادي التردد (فلايمكن استخدام الضوء الأبيض العادي لانه يحتوي على نطاق واسع من الترددات) وكذلك يجب أن يكون الضوء ذا طور واحد وهذا ما يوصف أن الضوء مترابط والضوء العادي لا يكون هناك ثبات في الطور. هذان الشرطن الأساسيان لا يتوفرا إلا في شعاع الليزر وهذا ما أخر إنتاج صور مجسمة إلا بعد الحصول على شعاع ليزر في عام 1960 بالرغم من أن فكرة التصوير الهلوجرافي النظرية كانت مكتشفة قبل ذلك بأعوام وبالتحديد في 1948م.
ويُعَدُّ الليزر أنقى ضوء امتلكه الإنسان؛ فلكلِّ موجات الليزر المنبعثة نفس التواتر (الطور). وهكذا فعندما يلتقي شعاعا ليزر، يولِدان شبكة تداخُل معقدة؛ ويمكن تسجيل هذه الشبكة على لوحة التصوير الهلوجرام. ولو جعلنا أحد الشعاعين يصطدم بالجسم المراد تصويره وينعكس عنه قبل تداخُله مع الشعاع الآخر، فإن شبكة التداخُل ستكون أعقد، ويمكن تسجيلُها على لوحة التصوير الحساسة؛ وهذا التسجيل هو ما يسمى بالهولوغرام. ولكي نرى الصورة التي سُجِّلَتْ على هذه اللوحة لا بدَّ من أن نسلِّط شعاع ليزر مماثل للذي استخدمناه على اللوحة ذاتها؛ وعندئذٍ يظهر الجسمُ المصوَّر على بُعد صغيرمن اللوحة ويبدو ثلاثي الأبعاد. ولعل أغرب ما في الهولوغرام هو أنه لو أدرنا اللوحة فإن كلَّ زاوية منها يمكن لها أن تعطي الصورة بكاملها. وهكذا يمكن لنا أن نقول إنه، في الهولوغرام، الجزءُ يحوي الكل ولكن من زاوية مختلفة مثلما لو نظرت إلى جسم ما وادرت عينيك حوله فسترى أجزاء مختلفة حسب الزاوية التي تنظر إليها.
- يوضح الشكل التالي فكرة عملية للتصوير الهلوجرافي :
حيث يقسم شعاع الليزر إلى حزمتين (كما في الشكل)، بواسطة لوح زجاجيBeam Splitter و يتم تسليط إحداهما مباشرة على اللوح الفوتوغرافي (الهولوجرام) و تسمى الشعاع المرجعي، أما الشعاع الآخر فيسلط على الجسم المراد تصويره الذي نريد أن نحصل على صورة مجسمة له.
يحدث ان تتشتت الاشعة عن الجسم حاملة تضاريسه السطحية المختلفة لتسقط على اللوحة (الهلوجرام) ولكن الأشعة تقطع مسافات مختلفة نتيجة لتضاريس السطح المتشتتة عنه وفي نفس الوقت تتداخل مع الشعاع المرجعي الذي ينتج عنه نماذج التداخل التي تعتمد على اختلاف الطور بين الشعاعين (الشعاع المنعكس من الجسم والشعاع المرجعي) ناتج من اختلاف طول المسار، فتسجل على اللوح الحساس (الفيلم) نماذج التداخل التي تعرف بالهولوجرام بعد تحميض الفيلم نحصل على الهولوجرام الذي يحتوي على توزيع من المناطق الشفافة و الداكنة التي تناظر أهداب التداخل المضيئة والمظلمة، وعندما يضاء بشعاع مشابه تماماً للشعاع المرجعي الأصلي كما في الشكل التالي فإنه الشعاع سوف ينفذ من خلال المناطق الشفافة و يُمتَصّ في المناطق الداكنة بدرجات متفاوتة مكوناً بذلك موجة نافذة مشتتة لترسم صورة ثلاثية للجسم في الفراغ مشابهة للجسم الأصلي.
.. ما هو الهولوغرام (أو اللوح الحافظ لنموذج التداخل)؟
يحتوي الهولوغرام (أو اللوح الحافظ لنموذج التداخل) على توزيع معقد من المناطق الشفافة و الداكنة التي تناظر أهداب التداخل المضيئة و المظلمة، و عندما يضاء بشعاع مشابه تماماً للشعاع المرجعي الأصلي فإن الشعاع سوف ينفذ من خلال المناطق الشفافة و يُمتَصّ في المناطق الداكنة بدرجات متفاوتة مكوناً بذلك موجة نافذة مركبة، هي الموجة المركبة للجسم الأصل. و على هذا فإن الحصول على الهولوغرافي يتم على مرحلتين:
الأولى: تسجل فيها أنماط التداخل ثم الحصول على الهولوغرام،
والثانية: يتم فيها إضاءة الهولوغرام بطريقة معينة بحيث يكون جزء من الشعاع النافذ من الهولوغرام مطابقاً لموجة الجسم الأصل، فنرى صورة ماثلة في الهواء أمامنا و كأنها الجسم الأصلي. فمثلاً لو أخذت الصورة لنرد، فإننا سنرى النرد و عندما ندير رؤوسنا نستطيع أن نرى جميع أوجهه و نقرأ الأرقام التي عليها. و كمثال طريف على ذلك، تم تصوير جريدة و أمامها عدسة مكبرة، فكانت بعض الكلمات تبدو كبيرة، و الباقية عادية أثناء أخذ الصورة، و لكن عندما ظهرت الصورة المجسمة كان بإمكان الناظر أن يقرأ من خلال العدسة جميع الكلمات و هي مكبرة إذا أدار رأسه باتجاه الكلمات الأخرى.
- أنواع الهولوغرام:
توجد أنواع مختلفة من الهولوغرام، فهناك الهولوغرام الشريحي الرقيق ، و هناك الهولوغرام الحجمي السميك ، و هي إما أن تكون من النوع الامتصاصي أو من النوع الطوري على الرغم من هذه الاختلافات فهي جميعاً تقوم على نفس المبدأ، و هو تسجيل سعة و طور الموجة. و لن نتطرق إلى تفاصيل تلك الأنواع. كذلك توجد أنواع مختلفة من المواد الحساسة للضوء تستخدم في الهولوغرام، فهي و بشكل عام يجب أن تكون ذات قدرة تحليلية عالية، و يحب أن يكون حجمها حبيبي (أي في حدود 50 نانومتر) بحيث تبعد أهداب التداخل عن بعضها بطول موجي واحد.
و على وجه العموم، فإن طبقة الفيلم الحساسة للهولوغرام إما أن تكون من هاليدات الفضة، أو أن تكون من أغشية دايكرومات الجيلاتين.
. خواص الهولوجرافي و بعض تطبيقاته:
أ. خواص الهولوغرام:
1. إمكانية رؤية الجسم من كل الاتجاهات و رؤية أعماق الفتحات و الثقوب عليه.
2. إن رؤية طرف واحد يخفي الآخر، فإذا نظرنا إلى الجزء الأيمن من الوجه اختفى الأيسر.
3. إذا تحطم الهولوغرام، فإمكاننا استعادة الصورة بتعريض أية شظية (قطعة) منه لشعاع الليزر، و لكن تكون شدة إضاءة الصورة المجسمة ضعيفة.
4. بالإمكان تصوير عدة صور هولوغرافية على لوح واحد و لا يحصل بينها تشويش أو تداخل.
5. وجد أنه بالإمكان تخزين 103 رموز (بت) في كل سنتيمتر مكعب من بلورة فعالة ضوئياً. و هذا يعني تخزين معلومات محتواه في خمسة ملايين مجلد، كل مجلد يحتوي على 200 صفحة، و كل صفحة بها 1000 كلمة و كل كلمة تتكون من سبعة أحرف! و ذلك في بلورة مكعبة لا يزيد حجمها عن عقلة الأصبع.!
ب. تطبيقات:
1. سوف تستخدم هذه الطريقة في الطب البشري، فمثلاً تصور العين، لتبرز مجسمة في ثلاثة أبعاد، فنتمكن من رؤية المناطق التشريحية المصابة.
2. تستخدم هذه الطريقة في دراسة التشوه الميكانيكي أو التشققات التي تصيب جيماً ما، و فحص الإجهاد لإطارات السيارات.
3. تحمل بطاقات الاعتماد الجديدة شريطاً مجسما مطبوعاً على ظهرها، و يكون عبارة عن نسق مجسم (و ليس صورة جسم ما) ضد التزوير.
4. يستخدم التصوير المجسم في السلامة النووية حيث يتم تصوير قلب المفاعل فتعطي الصورة المجسمة معلومات كاملة للعلماء عن حالته، و بهذا يستطيعون أن يراقبوا حالة قلب المفاعل دون الحاجة للاقتراب منه حيث إن الإشعاعات تكون خطرة جداً.
5. و تستخدم في حفظ السجلات و التخزين، و ذلك ابتداء من صور أسنان مراجعي عيادات الأسنان إلى التراث الفني و الأدبي و ما إلى ذلك[email protected]
كلية العلوم- جامعة تعز

انقر هنا لقراءة الخبر من مصدره.