HOLOGRAFI

Paper ini dibuat guna melengkapi tugas matakuliah Optika

Dosen pengampu:

Dr. Sarwi,M.Pd

Dra. Siti Khanafiyah,M.Pd

Disusun oleh :

Sukur Kusuma Tama ( 4211410006 )

Sri Utami ( 4211410007 )

Eris Mulyaningsih ( 4211410015 )

Yulianti Suryaningsih ( 4211410027 )

Muh. Afis Nur Said ( 4211410029 )

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2012 / 2013

A. 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.

B. 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.

Gambar 1. Proses Holografi

C. KARAKTERISTIK HOLOGRAM

Hologram, memiliki karakteristik yang unik. Beberapa diantaranya yaitu:

1. 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.

2. 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.

3. Dari sebuah hologram dapat direkonstruksi dua jenis gambar, biasanya gambar nyata

(pseudoscopic) dan gambar maya (orthoscopic)

4. Sebuah hologram tabung dapat memberikan pandangan 360 derajat dari objek

5. Lebih dari satu gambar independen yang dapat disimpan dalam satu

pelat fotografi yang sama yang dapat dilihat dari satu per satu dalam satu kesempatan.

D. 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.

E. 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.

Gambar 2. Gambar orthoscopic dan pseudoscopic

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.

F. KLASIFIKASI HOLOGRAM

Hologram, dapat diklasifikasikan dalam beberapa cara tergantung pada ketebalan,

metode perekaman, metode rekonstruksi dan lain sebagainya.

1. 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.

2. 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.

G. 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.

H. PEMBUATAN HOLOGRAM

Hologram refleksi dapat dibuat dengan jalan menjadikan interferensi antara berkas acuan

dan berkas obyek pada pelat film. Obyek disinari dengan laser yang hamburannya

dikenakan tepat pada media perekam, berkas cahaya ini disebut berkas cahaya obyek Uo

Uo = Ao Exp i Φo ( y, z ) ( h.1 )

Selain menerima berkas dari obyek, media perekam disinari

juga dengan berkas ~ahaya acuan Ur

Ur = Ar Exp i Φr ( y, z ) ( h.2 )

Gambar 3. Jalannya berkas cahaya pada media perekam

Gambar 4. Pembuatan Hologram

Untuk membuat sebuah hologram seperti gambar.3 maka :

sinar laser diarahkan pada sebuah pembagi (beam splitter) yang membaginya menjadi

dua bagian, sinar 1 dan sinar 2

Sinar 1 merupakan acuan sedangkan sinar 2 merupakan sinar yang nantinya

diarahkan ke objek yang akan dibuat hologramnya

Sinar 1 dipantulkan pada cermin yang mengarahkan ke lensa pada film.

Sinar 2 juga dipantulkan pada cermin yang mengarah ke lensa obyek.

Kedua sinar diperluas dengan lensa sehingga cahaya merata pada objek dan film.

Cahaya yang dipantulkan objek ke film membentuk sebuah pola menghasilkan

gelombang yang rumit yang berisi informasi tentang lokasi, ukuran, dan bentuk objek

yang akan direkam Oleh Film.

I. 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.

J. 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.

1. 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 :

Frozen fringe

Life Fringe

Time averaged

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.

2. 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

3. 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.

DAFTAR PUSTAKA

Sigit Hariyanto. Teknik Pembuatan Hologram Refleksi Dengan Menggunakan Foton Panjang

Gelombang 6328 °A. Yogyakarta

Adnan . Holografi. Fakultas Elektro Dan Komunikasi Institut Teknologi Telkom