holographie.

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holographie. n.f., méthode permettant de réaliser des images ayant exactement
l'apparence de l'objet représenté.

Phase et amplitude.
Quelle que soit la qualité de la photographie d'un objet ayant un volume, par exemple un
dé à jouer, l'oeil est en mesure de percevoir la différence entre l'objet et son image
photographique, d'une part par l'appréciation stéréoscopique du relief, d'autre part par la
perception des changements de perspective lors d'un déplacement relatif de l'oeil et de
l'objet. Les informations visuelles portées par les ondes électromagnétiques issues du dé et
de son image ne sont donc pas identiques. La couleur et l'intensité lumineuse sont les
mêmes dans les deux cas : ce sont des informations portées par la fréquence et
l'amplitude des ondes lumineuses. En revanche, les trajets parcourus par les rayons issus
de deux points et arrivant dans l'oeil ne sont pas les mêmes suivant qu'il s'agit du dé ou de
son image. Les rayons issus de l'avant et de l'arrière du dé parcourent à peu près la même
distance lorsqu'il s'agit de la photo du dé, mais des distances différentes (et dont la
différence dépend des positions respectives de l'oeil et du dé) dans le cas d'un dé réel.
Cette différence de distance, donc de temps mis pour aller du dé à l'oeil, se traduit par une
différence de « phase « entre les ondes de l'avant et celles de l'arrière, différence qui
n'existe pas dans la photo. C'est précisément ce terme de phase qui permet l'appréciation
du relief. Pour qu'une photo restitue la réalité de l'objet, il faut qu'elle recrée dans l'espace
un champ d'ondes identique à celui qui provient de l'objet, en amplitude et en phase. C'est
précisément ce que réalise l'holographie.

Cohérence.
Puisque les relations de phase entre les ondes provenant des différentes parties d'un objet
sont fondamentales pour que nous nous fassions de celui-ci une image correcte, le
faisceau lumineux utilisé pour reconstruire une telle image devra lui-même présenter des
relations de phase bien définies entre ses différentes parties. Or la lumière émise par les
sources lumineuses courantes, comme les lampes à incandescence, est formée d'une
multitude de petits « paquets d'ondes « voyageant de concert, mais ayant entre eux des
relations de phase aléatoires. On ne pouvait donc espérer construire un champ lumineux
dont on maîtriserait la phase sur un volume, même assez faible, avec une telle lumière ;
l'holographie, inventée dès 1948, ne fut réalisable qu'à l'apparition, dans les années
soixante, du laser, dont la lumière offre, entre autres propriétés, une cohérence de phase
qui peut s'étendre sur plusieurs mètres.

Le principe de l'holographie.
Pour pouvoir reconstruire un champ lumineux identique à celui que produit l'objet véritable,
il faut être en mesure de stocker l'information, non seulement d'amplitude, mais aussi de

phase du champ lumineux provenant de l'objet. Malheureusement, la plaque
photographique n'est pas directement sensible à la phase, mais seulement à l'intensité
d'une onde lumineuse. Pour « révéler « la variation de phase, on doit donc la transformer
en variation d'amplitude, ce que permet de faire le phénomène d'interférences : on sait
que, lorsque deux ondes de même fréquence interfèrent dans une région de l'espace,
l'amplitude de l'onde résultante est maximale là où les ondes ont une même phase, et
minimale là où les phases sont opposées. En faisant interférer les ondes issues de l'objet
avec une onde de référence, on obtiendra, si les ondes émises par l'objet et par l'onde de
référence sont cohérentes entre elles, un champ d'interférences, que peut capter une
plaque photographique (ou d'autres supports photosensibles), et qui représente un
véritable codage des phases des différentes ondes émises par l'objet. Pour reconstruire
ensuite un champ d'ondes identique à celui provenant de l'objet, il suffit d'éclairer la plaque
holographique, dûment révélée, par une lumière identique à celle de l'onde de référence.
Les cannelures dues aux interférences, fixées dans la plaque, diffractent la lumière reçue
comme le ferait un réseau de diffraction, en redonnant un champ lumineux dont les
relations de phase sont identiques à celles qui ont donné naissance aux interférences. L'oeil
ne fera pas la différence entre les deux et croira voir l'objet, avec son relief et sa place
dans l'espace.
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