HOLOGRAFI - Paper ITT Telkom

HOLOGRAFIAdnan H.S., 111070216Fakultas Elektro dan KomunikasiInstitut Teknologi TelkomHolografi adalah teknik yang memungkinkan cahaya dari suatu benda yang tersebar direkam dan kemudiandirekonstruksi sehingga objek seolah-olah berada pada posisi yang relatif sama dengan media rekaman yangdirekam. Gambar berubah sesuai dengan posisi dan orientasi dari perubahan sistem pandangan dalam carayang sama seperti saat objek itu masih ada, sehingga gambar yang direkam akan muncul secara tiga dimensi(3D) yang biasa disebut dengan hologram. Teknologi perekaman citra tiga dimensi ini menggunakan sinarmurni (seperti laser) [1] . Setelah pemprosesan, akan terlihat penampakan benda yang berbeda-beda dariberbagai sudut. Hologram tradisional, pembuatannya menggunakan proses kimia yang rumit. Pada hologrammodern, penampakan dapat dilihat pada pencahayaan yang biasa. Serta dapat pula menunjukkan citra tigadimensi benda besar yang bergerak dengan pewarnaan yang lengkap.SejarahPada tahun 1940-an, Dr. Dennis Gabor, seorangfisikawan Hongaria, menemukan teknik holografi.Berkat penemuannya tersebut, ia dianugerahipenghargaan Nobel pada tahun 1971. Hasiltemuaannya menjadikan ia sebagai perintis, bapak,dan sekaligus pencipta holografi. Sayangnya,perkembangan bidang ini berjalan lambat hinggatahun 1960-an. Akhirnya, perkembangan holografimulai bergerak lagi dengan adanya perkembangandari teknologi laser.HologramHologram adalah produk dari teknologi holografi.Hologram terbentuk dari perpaduan dua sinarcahaya yang koheren dan dalam bentukmikroskopik. Hologram bertindak sebagai gudanginformasi optik. Informasi-informasi optik itukemudian akan membentuk suatu gambar,pemandangan, atau adegan.Hologram merupakan jelmaan dari gudanginformasi (information storage) yang mutakhir.Kelebihan hologram ialah ia mampu menyimpaninformasi, yang di dalamnya memuat objek-objek 3dimensi (3D). Tidak hanya objek-objek yang biasaterdapat di foto atau gambar pada umumnya. Halitu disebabkan prinsip kerja hologram tidaksesederhana lensa fotografi. Hologrammenggunakan prinsip-prinsip difraksi daninterferensi, yang merupakan bagian dari fenomenagelombang.Karakteristik hologramHologram, memiliki karakteristik yang unik.Beberapa diantaranya yaitu:Cahaya, yang sampai ke mata pengamat,yang berasal dari gambar yangdirekonstruksi dari sebuah hologramadalah sama dengan yang apabila berasaldari objek aslinya. Seseorang, dalammelihat gambar hologram, dapat melihatkedalaman, paralaks, dan berbagaiperspektif berbeda seperti yang ada padaskema pemandangan yang sebenarnya.Hologram dari suatu objek yang tersebardapat direkonstruksi dari bagian kecilhologram. jika sebuah hologram pecahberkeping-keping, masing-masing bagiandapat digunakan untuk mereproduksi lagikeseluruhan gambar. Walaubagaimanapun, penyusutan dari ukuranhologram, dapat menyebabkan penurunanperspektif dari gambar, resolusi, dantingkat kecerahan dari gambar.Dari sebuah hologram dapatdirekonstruksi dua jenis gambar, biasanyagambar nyata (pseudoscopic) dan gambarmaya (orthoscopic)Sebuah hologram tabung dapatmemberikan pandangan 360 derajat dariobjekLebih dari satu gambar independen yangdapat disimpan dalam satu pelat fotografiyang sama yang dapat dilihat dari satu persatu dalam satu kesempatan.Penyimpangan hologramHologram dapat menderita penyimpangan yangdisebabkan oleh konstruksi satu ke rekonstruksiberikutnya serta oleh ketidaksesuaian referensi danrekonstruksi sinar. Penyimpangan pada hologramkromatik dan nonkromatik, keduanya sama-samamerupakan penyimpangan yang serius walaupunhanya sebuah penyimpangan dari geometriperekaman yang ada pada rekonstruksi geometri.Gambar orthoscopic dan pseudoscopicSebuah hologram dapat merekonstruksi duagambar, yang nyata dan maya (replika dari objek).Namun, dua gambar tersebut terbedakan dalamtampilannya di mata pengamat. Gambar mayadiproduksi dengan posisi yang sama dengan objek

dan memiliki tampilan yang sama pada kedalamandan paralaks dengan objek tiga dimensi yangsebenarnya. Gambar maya terlihat seolah-olahpengamat melihat objek asli melalui jendela yangditentukan oleh ukuran dari hologram. Gambartersebut dikenal sebagai gambar orthoscopicGambar nyata, juga terbentuk dengan jarak yangsama dari hologram, tapi berada didepannya sertakedalaman gambarnya terbalik. Hal ini disebabkanoleh fakta bahwa titik-titik yang bersesuaian padakedua gambar (nyata dan maya) terletak pada jarakyang sama dari hologram. Gambar nyata ini dikenalsebagai pseudoscopic. Gambar ini sangat tidaknyaman untuk dilihat karena memang kita tidakterbiasa melihat gambar terbalik dalam kehidupannormal. Gambar tersebut tidak dapat diubah dengantekni-teknik optika sampai baru-baru ini. Kini,sudah memungkinkan untuk mengkonjugasikangelombang muka (inggris: wavefront) denganmenggunakan teknik konjugasi fase optik.Gelombang muka ini memiliki aplikasi yangpotensial dalam mengoreksi efek daripenyimpangan media pada pencitraan optik.Sebuah hologram yang terekam oleh lensa atausebuah cermin cekung, dapat menghasilkan sebuahbayangan nyata orthoscopic dari objek [2] . Bayangannyata orthoscopic dari objek ini juga dapatdiciptakan dengan cara merekam dua hologramsecara berturut-turut. Tahap pertama, hologramutama direkam dengan menggunakan sinar acuan.Hologram ini, saat direkonstruksi oleh sinar,menghasilkan sebuah gambar maya dan gambarnyata dengan pembesaran unit. Kemudian,hologram ini direkam dengan menggunakangambar nyata dari hologram utama sebagai sinarobjek. Pada saat hologram ini sudah terekonstruksi,akan menghasilkan bayangan maya pseudoscopicdan bayangan nyata orthoscopic.Klasifikasi hologramHologram, dapat diklasifikasikan dalam beberapacara tergantung pada ketebalan, metode perekaman,metode rekonstruksi dan lain sebagainya.Klasifikasi berdasarkan amplitudo dan fasehologramSebuah hologram, tipe penyerapannya ada yangmenghasilkan perubahan pada amplitudo dari sinarrekonstruksinya. Jenis fase dari hologram inimenghasilkan fase perubahan pada sinarrekonstruksi dikarenakan variasi dari indeks biasatau ketebalan dari medium. Fase hologram,memiliki keuntungan lebih daripada amplitudohologram dalam hal pemborosan energi di dalammedium hologram serta efisiensi penguraian yanglebih tinggi. Hologram yang direkam dalam emulsifotografik merubah baik amplitudo dan fase darimenerangi gelombang. Bentuk dari rencanakerangka perekaman ini tergantung dari fase relatifdari pencampuran sinar. Akibatnya, gelombangyang terekonstruksi terefleksi ke hologram yangsesuai dengan kepadatan perak yang tersimpandengan variasi amplitudonya sebanding denganamlpitudo dari objek. Demikian pula dengan fasegelombang rekonstruksi, yang dimodulasikansebanding dengan fase dari gelombang objek. Jadi,baik amplitudo dan fase dari gelombang objekmerupakan reproduksi.Klasifikasi berdasarkan ketebalan hologramHologram bisa berbentuk tipis (bidang) atau tebal(isi). Sebuah parameter Q dapat digunakan untukmembedakan antara hologram tipis dan tebal.Sebuah hologram dapat dikatakan tipis apabila Q

mungkin sudah tidak ada lagi. Berbagai variasibahan rekaman yang juga dapat digunakan,termasuk Variasi Film fotografis.Keunggulan hologramSeperti yang telah dikatakan sebelumnya,kapabilitas hologram melebihi kapabilitas mediapenyimpanan lainnya. Salah satunya ialah,hologram dapat merekam intensitas cahaya.Dengan kata lain, hologram memiliki informasitambahan baru dibandingkan media lain.Secara otomatis dengan adanya rekaman intensitascahaya, hologram pun mampu untukmemperlihatkan kedalaman (depth). Ketikaseseorang melihat ke arah sebuah pohon, iamenggunakan matanya untuk menangkap cahayadari objek itu. Setelah itu, informasi diolah untukmemperoleh makna mengenai objek tadi. Prinsipini hampir sama dengan hologram. Hologrammenjadi cara yang nyaman untuk menciptakankembali gelombang cahaya yang sama, yangberasal dari objek yang sebenarnya.Kemampuan ini sangat menakjubkan. Objek terasanyata dan hidup dan ia akan terlihat seolah-olahakan ”melompat” dari gambar (scene). Jika padasebuah foto standar, pemandangan diambil darisatu perspektif saja, maka hologram mematahkanbatasan itu. Hologram mampu untuk melihat suatuobjek dari berbagai perspektif.Aplikasi holografiAplikasi teknik holografi telah tersebar ke berbagaiaspek kehidupan. Holografi memudahkan manusiadalam mengabadikan karya-karya seni dan bendabendapeninggalan sejarah, pembuatan iklan danfilm, dan lain sebagainya. Selain itu, aplikasiholografi lain ialah holographic interferometry,holographic optical element (HOE), danholographic memory.Holographic interferometryHolographic interferometry adalah aplikasi dariteknologi holografi yang memungkinkan kita untukmembuat replika atau tiruan visual suatu benda,beserta efeknya. Dengan teknik ini, objek akanmengalami dua kali pencahayaan. Sehinggavisualisasi suatu benda dapat bervariasi.Pada proses pencahayaan yang pertama, objekharus dalam keadaan diam, tidak boleh bergerak.Pada proses pencahayaan yang kedua, objek tadimenjadi subjek untuk memberikan bentuk-betukfisik sesuai dengan wujud asli objek tersebut.Kemudian sepanjang proses tadi, hologram akanmelukiskan sejumlah garis, baik garis tepi maupungaris diagonal yang melewati objek. Garis-garis itukemudian akan menjelma menjadi garis-gariskontur serupa pada sebuah peta. Peta visual inisangat bergantung pada garis tepi, sebab garis tepilah yang memberi bentuk-bentuk fisik. Bila terjadikesalahan pada proses yang pertama, maka hal ituakan mempengaruhi pembuatan peta visualnya.Holographic interferometry terdiri atas tiga tipe,yaitu :Frozen fringeLife FringeTime averagedHolographic interferometry sudah banyakdigunakan di industri manufaktur. Kegunaannyaialah untuk menginpeksi kerusakan atau kegagalanpada produk. Subjeknya ialah logam dan bahannonlogam. Material ini digunakan untuk mengujiadanya kemungkinan-kemungkinan kerusakan.Holographic optical element (HOE)Holographic optical element ialah salah satu jenisdari elemen optis difraktif. HOE dapat menggantisuatu sistem optik dengan komponen optik ganda,seperti lensa, kaca, [beam splitters], dan prisma.HOE sangat bermanfaat bila terjadi ketidaksesuaiandan ketidakseimbangan komponen optik suatubenda.Kini hadir teknologi DOE (Diffractive OpticalElement) sebagai kelanjutan dari HOE. Pada DOE,gelombang cahaya yang datang tidak lagidibengkokan, melainkan dipecah menjadi puluhan,ratusan, atau bahkan ribuan gelombang.Gelombang-gelombang tadi nantinya akan meyatukembali dan membentuk sebuah gelombanglengkap yang baru.Aplikasi HOE dan DOE antara lain sebagaiberikut :Sistem komunikasi dengan media optikCD (compact disk) (cakram kompak)Aplikasi-aplikasi arsitektural (senibangunan)Finger print sensor (sensor sidik jari)Proses pengolahan informasiHolographic memoryPerkembangan teknologi holografi turut merambahke sistem penyimpanan data [3] . Hal inidimaksudkan untuk menciptakan mediapenyimpanan data dengan kapasitas yang lebihbesar. Media-media penyimpanan yangmengadopsi prinsip-prinsip holografis disebutdengan holographic memory.Pada dasarnya, teknologi holographic memorymemanfaatkan cahaya untuk menyimpan dan

membaca kembali data atau informasi. Sinar Laser(singkatan dari Light Amplification by StimulatedEmission of Radiation) yang bersifatmonokromatik dan koheren dilewatkan padasebuah alat yang disebut ‘beam splitter’. Splitter ini‘memecah’ sinar LASER menjadi dua, yangpertama disebut sinar sinyal atau sinar tujuan, yangkedua disebut sinar acuan. Disebut sinar tujuankarena sinar ini membawa kode informasi atauobyek yang akan disimpan. Disebut sinar acuankarena merupakan sinar yang dirancang sedemikianrupa, sehingga mudah dan sederhana untukdireproduksi karena digunakan sebagai referensi.Salah satu contoh dari holographic memory ialahkepingan holografis. Para peneliti tengah berusahamengembangkan kepingan (CD) yang memilikimuatan penyimpanan holografis, sehingga dapatmenyimpan informasi dengan ukuran terabit. Halini dikarenakan pengepakan data menjadi lebihmapat dibandingkan teknologi optis konvensionalseperti yang digunakan pada DVD dan Blu-Ray.Bayangkan satu keping cakram optis, denganketebalan cakram 1,5mm, mampu menyimpan datasebesar 200 GB.Holographic memory memiliki beberapakeunggulan dibandingkan media penyimpanan lain,antara lain sebagai berikut :Holographic memory dapat menyimpandata 2 dimensi, 3 dimensi, dan juga datadigital.Kapasitas penyimpanan data lebih besar,dapat mencapai 27 kali lebih besar darikapasitas DVD yang kita pakai saat ini.Proses pembacaan data lebih cepat, yakni25 kali lebih cepat daripada DVD.