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Lexikon der Biologie: Holographie

Holographie w, 1) Ökosystemforschung, von Thienemann geprägter Begriff, umfaßt das Studium von Lebensgemeinschaften und der von ihnen erfüllten Lebensräume als Gesamtheit. Ökosystem, Systemanalyse. 2) bildgebendes Verfahren, mit dem die Darstellung eines dreidimensionalen Objekts, also räumlicher Information, in Form eines zweidimensionalen Abbilds möglich ist ( vgl. Abb. ). Im Gegensatz zu einer Photographie enthält ein Hologramm nicht nur die Informationen über Frequenz und Amplitude (also Farbe und Helligkeit), sondern auch über die Phase der reflektierten Lichtstrahlen. Die Holographie wird meist mit sichtbarem Licht (aber auch angrenzenden Bereichen des elektromagnetischen Spektrums wie Infrarot und Ultraviolett) durchgeführt, mit dem z.B. gegenüber Mikrowellen eine höhere Auflösung erreichbar ist und für das zudem eine geeignete kohärente Strahlungsquelle, der Laser, verfügbar ist. Eine enorme Bedeutung der Holographie liegt heute in der medizinischen Diagnostik zur nicht-invasiven Darstellung von Organen und in wissenschaftlich-technischen Anwendungen. Auch die hochauflösende Abbildung kleinster Objekte durch Holographie ist interessant, weil ein Hologramm keine eingeschränkte Schärfentiefe besitzt. Die Nutzung zur Datenspeicherung ist wegen der Packungsdichte und der Unempfindlichkeit gegen mechanische Zerstörung in Entwicklung; bei der Suche nach geeigneten holographischen Materialien sind u.a. Folien aus lichtempfindlichen Biomolekülen, z.B. Bakteriorhodopsin, von Interesse. – Bei der Aufnahme eines Hologramms mit einer Strahlungsquelle wird eine kohärente, monochromatische Welle erzeugt, die in eine Referenz- und eine Objektwelle geteilt wird. Letztere wird vom Objekt gestreut und mit der ungestreuten Referenzwelle auf dem zu belichtenden holographischen Material zur Interferenz gebracht, so daß sich ein der Phaseninformation der Objektwelle entsprechendes Interferenzmuster bildet. Beleuchtet man das entwickelte Hologramm mit einer identischen Referenzwelle, so wird aus dem im Hologramm gespeicherten Interferenzmuster das ursprüngliche Wellenfeld rekonstruiert. Hierbei erscheint einem Betrachter in der Verlängerung der aus dem Hologramm austretenden Strahlenbündel ein virtuelles Bild des Objekts am ursprünglichen Ort. Im Gegensatz zur Photographie kann man den Beobachtungspunkt innerhalb des Wellenfeldes verändern und das aufgenommene Objekt aus verschiedenen Richtungen betrachten. Außerdem sind in jedem Teil des entstehenden Hologramms Informationen über das gesamte sichtbare Objekt enthalten, da bei der Belichtung jeder beleuchtete Punkt des Objekts Licht auf die gesamte Oberfläche des holographischen Materials streut.



Holographie

Strahlengänge 1 zur Bildung, 2 bei der Betrachtung eines Hologramms, 3 Interferenzfigur des Hologramms

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