وقتي با دوربين عكاسي عكسي مي‌گيريد،‌ در يك زمان كوتاه 4 مرحله طي مي‌شود:

    1. شاتر باز مي‌شود.

    2. نور از عدسي گذشته و به امولسيون عكاسي يعني فريم مي‌خورد.

    3. يك حساسه‌ي نوري به‌نام هاليد نقره با نور واكنش مي‌دهد، دامنه‌ يا شدت آن را ثبت مي‌كند.

    4. شاتر بسته مي‌شود.

در اين فرايند مي‌توانيد تغييرات زيادي را اعمال كنيد، مانند اين‌كه چگونه شاتر باز مي‌شود، عدسي تصوير را چقدر بزرگ مي‌كند و چقدر نور اضافي را شما مي‌توانيد اضافه كنيد. ولاي مهم نيست كه چه تغييراتي اعمال كرده‌ايد،‌ چون اين 4 مرحله بايد طي شوند. به‌علاوه به دليل تغيير در تنظيم‌ها، تصوير نهايي هم‌چنان شدت نور بازتابي را ثبت مي‌كند. وقتي فيلم را بيرون برده و چاپ مي‌كنيد،‌ چشمان شما و مغزتان نوري را كه از تصوير بازتاب شده به ‌صورت تصوير اصلي تعبير مي‌كند.

شكل1- ساختار دوربين عكاسي. در عكاسي نور ار عدسي و شاتر گذشته  و در نهايت به فيلم يا حسگر مي‌رسد.

هولوگرام‌ها مانند عكس‌ها نور بازتابي را نيز ثبت مي‌كنند. مراحل ثبت تصوير در هولوگرام مانند عكاسي است:

شكل2- اساس هولوگرافي. در هولوگرافي نور از شاتر و عدسي گذشته و به بخش حساس به نور در فيلم هولوگرافي مي‌رسد.

درست مانند عكاسي نتيجه‌ي اين فرايند بخش از فيلمي است كه از نور ورودي ثبت شده است. بااين حال وقتي شما صفحه‌ي هولوگرافي را در نظر مي‌گيريد و نگاهي به آن مي‌اندازيد،‌ چيزي كه مي‌بيندي كمي غيرمعمول است. فيلم عكاسي تصوير نگاتيو منظره‌ي اصلي را ثبت مي‌كند و ديده مي‌شود (مناطقي كه نور كافي ديده تاريك است و برعكس آن مناطقي كه نور كافي در منظره نداشته، روشن مي‌ماند)؛ با اين حال مي‌توانيد تشخيص دهيد كه منظره‌ي اصلي چگونه بوده است.

ولي وقتي به بخشي از يك فريم نگاه مي‌كنيد كه در هولوگرام مورد استفاده قرار مي‌گيرد،‌هيچ اثري از منظرهِ اصلي در كار نيست. در عوض فريمي تاريك يا الگويي از خطوط و پيچه‌ها را در آن مي‌بينيد. اگر آن را به تصوير بخواهيم تبديل كنيم، روشن‌سازي دقيقي بايد انجام دهيم. در يك هولوگرام گذري نور تك رنگ از هولوگرام گذشته و ان را روشن مي‌كند، تا تصوير اصلي نمايان شود. در يك هولوگرام بازتابي نور تك رنگ يا سفيد از سطح هولوگرام بازتابيده مي‌شود تا تصوير اصلي را بسازد. چشمان و مغز شما نور درخشيده شده را در هر دو نوع هولوگرام به‌صورت جسم سه بعدي تعبير مي‌كند. هولوگرام‌هايي كه روي كارت‌‌هاي اعتباري يا شناسايي مي‌بينيد همگي بازتابي هستند.

شما به نور مستقيم براي ديدن يك هولوگرام نياز داريد، زيرا فاز و دامنه‌ي نور را مانند كُد ثبت مي‌كند. در مقايسه با ثبت الگوي ساده‌ي نور بازتابي ار منظره، هولوگرام تداخل بين باريكه‌‌ي اصلي و باريكه‌ي نور را ثبت مي‌كند. هر كناره يا لبه مي‌تواند كوچك‌تر از يك طول‌موج نور استفاده شده براي توليد تصوير در هولوگرام باشد. رمزگشايي اين تداخل‌ها نياز به يك كليد دارد كه همان نور مستقيم است!

هولوگرام و نور

براي درك نحوه‌ي تشكيل لبه‌هاي تداخلي بر روي فيلم بايد كمي راجع به نور بيش‌تر بدانيد. نور بخشي از طيف الكترومغناطيس است. يعني از امواج مغناطيسي و الكتريكي فركانس بالا تشكيل شده است. اين امواج كمي پيچيده هستند ولي تصور كنيد كه چيزي شبيه امواج آب هستند. آن‌ها اوج و فرودهايي دارند و تا زماني كه با مانعي برخورد نكنند،‌ در مسير مستقيم حركت خواهند كرد. موانع مي‌توانند نور را جذب يا بازتاب كنند و بيش‌تر اجسام هر دو را انجام مي‌دهند. بازتاب‌‌ها از سط.ح بسيار هموار طيف‌گونه يا آينه‌گونه هستند. در اين حين بازتاب‌ها از سطوح پخش يا پراشيده‌ مي‌شوند.

شكل3- نور بازتابي مي‌تواند پخش،‌ منعكس شود.

نور سفيد مانند نور خورشيد شامل همه‌ي فركانس‌هاي نور در تمامي مسيرهايي است كه در حال حركت است. ولي توجه داشته باشيد كه داريم درباره‌ي محدوده‌‌ي مرئي صحبت مي‌كنيم. اگرچه اين نوري كه از تمامي اجسام دريافت مي‌كنيد‌ و سبب مي‌شود كه آن‌ها را ‌بينيد،‌ كاملا پخشيده و نامنظم جهت گيري مي‌كند. يعني شامل جهت‌ها و فركانس‌هاي متفاوتي است. حتي امواجي با فركانس‌هاي يكسان هم مي‌توانند در فازهاي متفاوتي نسبت‌ به هم باشند و در مورد محورهاي بين قله‌ها و فرودها هم اين مسأله صدق مي‌كند.

ولي نور ليزر به ترتيب است. ليزرها نورهاي تك‌فام (با يك رنگ يا به عبارت ديگر يك فركانس) توليد مي‌كنند. نوري كه از ليزر ساطع مي‌شود،‌ همدوس است. همه‌ي قله‌ها و فرودهاي موج هم‌فاز هستند. امواج به‌صورت فضايي يا در طول باريكه‌ي موج خطي مي‌شوند كه به موقتي يا در امتداد طول باريكه‌ هستند (زنگ تفريح شماره‌ي 56 تا 58).

شكل4- نور ليزر و نور معمولي.

براي عكس گرفتن معمولي از منظره‌ يا جسم نور سفيد را مي‌توانيد در هر شرايطي به‌صورت عادي بگيريد. ولي براي هولوگرام نياز به نور كاملاً جهت گيري شده‌ و مستقيم ليزر داريد. دليل اين ‌است كه فقط دامنه‌ي نوري كه به فيلم برخورد مي‌كند ثبت مي‌شود و اين درحالي است كه هولوگرام‌ها هم دامنه و هم فاز را ثبت مي‌كنند. علت اين است كه فيلم اين تفاوت‌ها را ثبت مي‌كند و نور با يك طول‌موج و يك فاز در امتداد كُل باريكه حركت مي‌كند. گونه‌هاي مختلف موج بايد وقتي از ليزر جدا مي‌شوند،‌ مشخص باشند.

اتفاقي كه براي نوردهي هولوگرام مي‌افتد اين‌است:

    1. ستوني از نور ليزر را ترك كرده و از تجزيه‌كننده‌ي باريكه مي‌گذرد.

    2. دو ستون بازتابي از آينه‌هايي كه در شكل نيز مي‌بينيد، از عدسي‌هاي واگرا مي‌گذرد.

    3. نور بازتابي از جسم با باريكه‌ي اصلي در فيلم هولوگرافي تركيب مي‌شود.

مثال‌هاي زيادي براي شناخت بهتر باريكه‌ي نور وجود دارد. يكي از آن‌ها اين‌است كه نور فرودي بر يك سطح 100 درصد بازتاب ندارد. مقداري از آن را با تغيير شدت موج جذب مي‌كند.
سطح جسم در ابعاد ميروسكوپي ناصاف است. حتي اگر از ديد ما صاف به نظر برسد،‌بنابراين باعث انعكاس پخشيده‌ مي‌شود. اين سطح نور را در همه‌ي جهت‌ها بنا به قانون بازتاب منتشر مي‌شود. به عبارت ديگر زاويه‌ي فرودي برابر با زاويه‌ي انعكاسي خواهد بود. اين بازتاب پراكنده باعث از هر بخش جسم به همه‌ي بخش‌هاي هولوگرام برسد. به اين علت است كه هولوگرام حامل همه‌ي اطلاعات كُل تصوير است. صفحه‌هاي هولوگرافي كنش بين جسم و باريكه‌ي اصلي را حفظ مي‌كند. در بخش سوم اين مقاله به اين مسأله خواهيم پرداخت.