Ke Daftar Isi
TEKNIK PEMBUATAN HOLOGRAM REFLEKSI DENGAN MENGGUNAKAN FOTON PANJANG GELOMBANG 6328 ~A Sigit Hariyanto Pusat Penelitian Nuklir Yogyakarta ABSTRAK Telah berhasil dibuat pelat hologram refleksi dengan menginterferensikan berkas acuan dan berkas obyek pada media perekam dari arah yang saling berlawanan. Dengan menggunakan media perekam pelat film spektroskopi tipe 694 F 2000 yang mempunyai tebal emulsi 17 um dan daya pisah .» garis/mm dapat dibuat pola frinji yang merupakan hasil interferensi. Perbandingan intensitas berkas acuan dengan berkas obyek adalah 1 : 5. Waktu penyinaran 0,5; 0,75; dan 1 detik, sudut perekaman 150~ dan 175~. Proses perekaman dilakukan pada ruang gelap dan susunan peralatan optik harus stabil serta tidak terganggu pengaruh getaran dari luar. Untuk melihat kembali bayangan yang terjadi pada hologram digunakan cahaya putih. ABSTRACT The reflection hologram plate have been made interferen~e between reference beam and object beam opposite direction on the recording medium of
by of
spectroscopic
film Rlate of type 649 F whi~h have emulsion thickness of 17 um and resolving power » 2000 lines/mm fringes mode as interference result could be formes. The ratio between reference
beam
intensity to object beam are 1:
3.5,
exposure time 0.5, 0.75, and 1 second, recording • angle and 175~. Recording process was performed in the dark
the 150~ room
and each optical instrument had to be stable, undisturbed by external vibration effect. The hologram image is reconstructed by using white light.
118
119 I•
PENDAHULUAN
Holografi adalah suatu proses perekaman gelombang dari suatu obyek dan gelombang acuan (reference) kemudian dapat ditampilkan kembali gelombang yang direkam ituC1>. Bila benda yang direkam berdimensi tiga maka bayangan yang dihasilkan kembali juga berdimensi tiga. Plat film yang dipakai untuk merekam dan dapat menghasilkan ci~ra bayangan" tiga dimensi ini disebut hologram. Pembentukan citra bayangan pada holografi mengalami tiga tahap yaitu proses perekaman, proses pencucian dan proses
rekonstruksi.
Pada
proses
perekaman,
gelombang
hamburan dari obyek yang biasanya disebut berkas obyek dan berkas acuan akan berinterferensi yang menghasilkan pola frinji pada media perekam. Pada proses rekonstruksi~ hologram disinari kembali dengan suatu gelombang cahaya, sehingga obyek yang telah direkam pada media perekam akan muncul kembali bayangannya sesuai bentuk aslinya. Konfigurasi untuk membuat macam macam hologram berbeda beda
tergantung
dari posisi media perekam
itu
diletakkan
pada waktu proses perekamanC2>. Apabila berkas acuan dan berkas obyek terdiri dari gelombang sferi~, konfigurasi hologram dalam proses perekaman dapat ditunjukkan pada gambar
1.
Gambar 1.
Konfigurasi pelat film dalam proses perekaman
120 Titik
0
menunjukkan titik obyek dan
R
menunjukkan
titik
a~uan. Tipe pe~tama posisi pelat film G pada saat pe~ekaman diletakkan segaris dengan be~kas a~uan maupun be~kas obyek, obyek yang digunakan bentuknya t~anspa~an, holog~am sema~am ini disebut holog~am Gabo~ atau in line holog~am. Tipe ke dua Leith and Upatnieks holog~am atau off axis holog~am di mana pelat film LU saat pe~ekaman obyek dan be~kas a~uan tidak te~letak pada satu ga~is lu~us yang tegak lu~us bidang film.
Tipe
ke tiga adalah Fou~ie~ holog~am di
mana
saat
pe~ekaman obyek dan berkas a~uan ja~aknya sama da~i pelat film. Tipe ke empat adalah Lipmann-Denisyak hologram atau holog~am ~efleksi, saat pe~ekaman menunjukkan be~kas obyek dan be~kas a~uan masuknya pada media perekam a~ahnya saling be~lawanan. Inte~fe~ensi yang dihasilkan membentuk pola pola f~inji yang a~ahnya hampir sejajar dengan pe~mukaan emulsi media pe~ekam(2). Pada makalah ini penulis akan membahas tentang hologram refleksi. Salah satu keuntungannya yaitu pada saat rekonstruksi dapat digunakan ~ahaya putih untuk melihat kembali ol~h
bayangan aslinya.
syarat
gelombang
Bragg,
Be~kas
dengan
rekonstruksi
demikian
arah
ditentukan
dan
rekonstruksi menjadi sangat selektif.
panjang Jika
pada
saa~ rekonstruksi digunakan cahaya putih maka hanya panjang gelombang yang memenuhi syarat bragg akan menghasilkan bayangan yang tajam. Disebut hologram refleksi karena pada saat rekonstruksi gelombang difraksi yang dihasilkan merupakan refleksi dari gelombang rekonstruksi. II. A.
TATAKERJA DAN PERCOBAAN Dasar Teo~i
Holog~am ~efleksi dapat dibuat dengan jalan menjadikan interfe~ensi anta~a berkas a~uan dan berkas obyek pada pelat film. Obyek disinari dengan laser dikenakan tepat pada media pe~ekam, disebut berkas ~ahaya obyek Uo
yang be~kas
hamburannya ~ahaya ini
(1)
121 Selain
menerima
berkas dari obyek, media
juga dengan berkas
perekam
disinari
~ahaya acuan Ur(3).
(2) Jumlah total medan gelombang
pada media perekam
adalah
U." = Ue> + Ur
(3)
U." = Ae> Exp i ~e>(Y,z) + Ar Exp i ~r(Y,Z) Besarnya
intensitas
dari ke dua gelombang
tersebut
adalah
I." = U.,,2 = U." U.,,I." = Ie> + Ir +
2
Ae> Ar Cos( Y'e>(y,z)
dimana ~c>s(y,z) - ~r(Y,Z) yang mengenai frinji. Berkas media perekam
perekam
adalah beda fase
media perekam cahaya
berlawanan,
(y,
z))
menentukan
jalannya
terbentuknya yang
mengenai media arah
pada gambar 2.
Gambar 2. Jalannya
(4)
intensitas
dari
a~uan dan ~ahaya obyek
arahnya
ditunjukkan
yang
)or
berkas ~ahaya pada media perekam
122 Beda fase ~c(y,z)
'fo(y,Z)
- ~r(Y,Z) dapat dituliskan
= 21[, ( '7.0 -
- )o•.. (y,Z)
'7. •.. )y
+ 2 ( r,o -
~•..)z
(5)
si n 9'01").. dimana(1 "20 _')-2= '1... 2)1/2/")... _;;\2 £02)1/2/')-
~•.. = /fo 1j•.. == sin fi ...l?
Untuk
yo = - ~r- maka persamaan
'70 = /, r-, dan
2 rc (2 Persamaan
~c) z
(5) menjadi
= konstan
merupakan
(6)
persamaan
bidang x,y yang mempunyai
:
frinji bidang sejajar
jarak frinji
dengan
:
(7) B.
Susunan
Per~obaan
Pad a cahaya
pembuatan
dari
hologram
refleKsi
laser He Ne yang mempunyai
6328 cA, adapun susunan peralatan
digunakan panjang
ditunjukkan
sumber
gelombang
pada gambar 3.
21
l' " C
o
>-.-
Gambar 3. Susunan
peralatan
pembuatan
hologram
refleksi
pemantul tif
123 C
mobilan> (mobil = pinhole Shutter Cermin =
A =H obyek atennuator o = pel at film
P
Berkas sinar (beam
laser dilewatkan
splitter>,
merupakan
sehingga
berkas
pada cermin setengah
berkas
acuan dan
sebagian
berkas obyek setelah dikenakan laser tidak homogen, filter
pinhole
yang diameternya api
»
diameter
694
digunakan
mengatur
shutter
Corporation tekanan
meja berdasar
udara
obyektif,
yang dapat melekat digunakan
gelombang
Untuk
kembali
diperlukan
berkas
tahan terhadap film
harus
penyinaran
obyek.
dari luar.
pada
PSi4
percobaan
Untuk
temp at
pisah
base
Pada percobaan Spectra
waktu
Physics 15 mW.
dan
dapat
rekonstruksi
system
getaran dari luar.
temp at
magnetic
yang baik
pada
ini
memantapkan
cermin,
meja.
164 buatan
hasil hologram
daya
0.01
getaran
cahaya yang koheren,
pengaruh
film
pengaruh
obyek digunakan
bayangannya
Untuk
mulai
6328 °A, dengan daya keluaran
mempunyai
stabil
dan
Selain itu pelat
terjangkau
dan
waktu
yang
sudah
sesuai.
Setelah merekam
intensitas
Research
kuat pada permukaan
memperoleh
pisah
Newport
13
laser He Ne tipe
kaca
buatan
yang lain seperti tempat
digunakan
yang mengenai .pelat
penumatik,
yang diberikan
mikroskop
dilihat
meja
dan
dengan
daya
S yang dapat diatur waktunya
optik
panjang
perbesaran
berkas acuan dan berkas
peralatan
ini
obyektif
Plat film H dengan dasar
yang dapat mengatasi
kerja
pada
obyektif
sebagai media perekam
1 detik. Dengan menggunakan
Sistem
mikroskop
lamanya waktu penyinaran
digunakan
keluaran
dilewatkan
25 urn. Mikroskop
berkas.
interferensi
sampai
dari
sebagai
Berkas
F buatan pabrik Kodak yang mempunyai
2000 garis/mm
hasil
pada obyek.
lensa 14,8 mm dan 10 kali
memperbesar tipe
yang terdiri
diteruskan
dipantulkan
supaya menjadi homogen
spatial titik
laser sebagian
pemantul
proses
perekaman,
pelat
pola pola frinji segera dilakukan
film
proses
pencucian
'i
untuk
memperoleh
pencucian 1.
hasil
sebagai
Pengembangan Pada
frinji dan
dalam larutan developer
antara
dimasukkan 2.
Proses
pola
selama 6 - 8
menit
ini
DC,
18,5 - 21
merekam
dilakukan
kemudian
dalam air yang mengalir
dengan
pelat
film
selama 30 detik.
Fixing Pada
proses
ini pelat film
direndam
fixer F-5 selama 5 menit dan digoyang itu pelat film dimasukkan 3.
proses
urutan
ini pelat film yang sudah
terus menerus.
suhu
adapun
(developing)
direndam
menjaga
hologram,
berikut(4)
proses
digoyang
24
Pembersihan Pelat
menit,
film
menempel
pada
mengalir
selama
direndam untuk
pelat
merendam
kemudian
terus menerus,
setelah
1 menit dalam air mengalir.
menghilangkan film
5 menit. pelat
dibersihkan
dalam larutan
hypo
kembali
emulsi
dengan air mengalir
selama
kering.
Selama
dilakukan
pada temp at gelap.
ma~pun
air
dihilangkan
selam
kering pada suhu kamar atau dihembus
1,5 yang
dalam
dapat
film dalam metanol
proses perekaman
selama
larutan
dimasukkan Sisa
hypo
dibiarkan
III.
larutan
fixer
kemudian
dengan
selama
dalam
5
menit
1 menit dengan
proses
dan udara
pencucian
HASIL DAN PEMBAHASAN Untuk
memperoleh
pola
frinji
yang
dapat,
dilihat
kembali .bayangannya pada waktu rekonstruksi, diperlukan pelat film yang mampu merekamnya, pada hologram refleksi diperlukan pisah
film yang mempunyai
adalah
daya pisah yang tinggi.
jumlah garis sejajar per milimeter
dapat dipisahkan
media perekam
v =
lId
yang
Daya masih
atau dapat dituliskan,
(8)
V =
125 Dengan mensubstitusikan "l menjadi sin Y /;.. dan '7tdisubstitusi-kan dengan ?-_/n, dan dengan menggunakan hukum Snellius sin ~/n = sin ~/no, diturunkan menjadi :
maka
persamaan
(7)
dapat
(9) = panjang gelombang pada media perekam
dimana ~
n = indeks bias media perekam no = indeks bias udara
.maka .Pada 1,5 -rl. = yang dilakukan pada makalah ini n =um °A untuk 0,2830 2533 garis/mm pereobaan
= 6328
7t/2,
Untuk ~= Jadi
0,
jangkauan
diperoleh
d = 0,2109 um V = 4740 garis/mm.
daya pisah pelat film yang digunakan
untuk
membuat hologram refleksi adalah 3530 < V < 4740 garis/mm. Waktu penyinaran yang dikenakan pada pelat film mempengaruhi hasil hologramnya. Kalau waktu penyinaran terlalu lama hologram yang dihasilkan nampak gelap, karena intensitas yang diterima film terlalu besar. Waktu penyinaran pendek hasil hologramnya tampak pueat
disebabkan
intensitas
penyinaran
yang diterima keeil.
Hubungan waktu
t, intensitas gabungan berkas obyek dan berkas dan tenaga optimum film yang dipakai U adalah
t Setelah
aeuan
= U/I
mengukur intensitas berkas, dan dari
_~,
(10) persamaan
di
atas diperoleh patokan untuk menentukan lamanya waktu penyinaran. Data pereobaan pembuatan hologram refleksi ditunjukkan pada tabel 1.
126 Data
1.
Data hasil percobaan
pembuatan
hologram
refleksi
---------------------------------------------------------Jarak
t
Sudut
----------------------------------------------------------
·:
°,
3 49 ,5
150 10,582 175 1 0,85 0,414 1,245 1,425 1,07 166 0, 0,75 0,5 165 0,85 0,166 1,07 -------------------------------
sudut = sudut antara berkas acuan dan obyek waktu berkas acuan P•.... = putih daya t Proses Pc> berkas obyek cahaya tp
(mW) (mW)
penyinaran
(detik)
penyinaran dari hasil perhitungan (detik) rekostruksi dilakukan dengan merefleksikan dari lampu senter yang datang dari arah (sama gambar
seperti 4a.
posisi pengamat)
Hasil pengamatan
seperti
dengan jalan
annya pada saat rekonstruksi
depan
ditunjukkan memfoto
bayang-
dlt~nj~~~~~ __ e~da 9_a_m_b_a_r __·_4 __b.
Su.rr;.ber
Kolog.:-am
Pe!lgamat
b)
a)
ro •..
Gambar 5. a. b.
Susunan
pada
-
..
--
rekonstruksi
Foto bayangan
hologram
refleksi
hasil rekonstruk~i
127 Pad a
perekaman
laser
cahaya yang digunakan
He Ne, tetapi pada waktu rekonstruksi
dihasilkan proses
warnanya
pencucian
hijau.
terjadi pengkerutan perubahan
panjang
saat rekonstruksi.
gelombang
merah
dari
bayangan
yang
Hal ini disebabkan
sehinggaterjadi
v.
berwarna
pada
jarak frinji
pada
media
yang
waktu
perekam,
mempengaruhi
KESIMPULAN Dari
hasil
disimpulkan Pada
bahwa
proses
untuk melihat Media
bayangan
memakai
hologram
refleksi
dapat
:
rekonstruksi
perekam
dengan
pembuatan
yang
dapat
digunakan
cahaya
putih
yang terjadi dari pelat hologram. digunakan
untuk
berkas cahaya panjang
hologram
refleksi
gelombang
6328
A
adalah antara 3530 sampai dengan 6740 garis/mm. Pada waktu rekonstruksi hologram
ada perbedaan
kalau dibandingkan
karena
adanya
perubahan
warna bayangan
pada saat perekaman jarak frinji
pada
pada
disebabkan
saat
proses
pencucian. UCAPAN TERIMAKASIH Pada
kesempatan
kepada
saudara
ini, penulis
Agus Nurochim,
yang telah membantu makalah ini.
hingga
mengucapkan para teknisi
terselesaikannya
terimakasih Fisika
Atom
penulisan
ACUAN
1. Lehmann
Matt,
"Holography
(technique and practice>,
the
focal press", London and New York, 1970. Collier Robert 1971. 2. Abramson 1977. Burkhart Nils, hologram", "Optic:al J •.,Christoph B., Academic: Newand York, Press, "The making evaluation of
4. Kallard T., "Exploring York,
1~77.
Laser Light", Optosonic: Press, New
128 Pertanyaan-pertanyaan
dan Jawabannya
1. Budiono a. Apakah
teknik
melihat b. Tadi
hologram
kecacatan
dikatakan
harus
ini
dapat
sistem
fix tidak boleh ada getaran,
negara
yang maju pemotretan
bahaya
untuk
hologram
untuk
dari suatu obyek? teknik hologram,
negara
teknik hologram
digunakan
dibuat
sedangkan
daerah-daerah
lain dapat
memakai
yang
negara-
yang
dilaksanakan
satelit.
berdengan
Apakah dengan teknik
yang dicoba dapat dilakukan
juga?
Sigit Hariyanto a. Dengan metode holografi kecacatan
suatu
holografi,
caranya
dan
obyek
hologram. terjadi b. Tidak selain
dapat digunakan
obyek
yaitu
untuk
dengan
interferometer
dengan membandingkan
yang
cacat
Pada
saat
dan
obyek
keduanya
rekonstrukksi
melihat standar
direkam
pada
bayangan
yang
dapat dianalisa. dapat,
karena percobaan
sistemnya
percobaan
yang dilakukan
harus betul-betul
ini dilakukan
di
sini
tahan getaran,
dalam ruang yang
juga
betul-betul
gelap. 2. Rony D. a. Aplikasi
dari pembuatan
hologram
di mana?
b. Apakah ada nilai komersialnya? Sigit Hariyanto a. Untuk interferometer kerusakansuatu b. Sampai sii~nya,
saat
holografi
yaitu
untuk
analisa
bahan dalam orde mikro. ini belum dipikirkan
tetapi
diperjual-belikan
dalam
di luar negeri hologram yang merupakan
segi
komer-
ini
banyak
barang souvenir.
129
3.
t:uaminiirtQ.
- Bisa
dijelaskan
mengapa
pada holografi
Refleksi
rekonstruksi dapat dilakukan dengan cahaya perlu koheren (tidak harus dengan laser).
yang
ini, tidak
Jawaban Rekonstruksi pada hologram tidak perlu menggunakan cahaya koheren. Tetapi jika dipakai cahaya putih untuk rekonstruksi hologram tranmisi, tiap panjang gelombang cahaya tersebut menghasilkan citra obyek yang bergeser satu sama lain, sehingga secara keseluruhan akan terbentuk citra yang kabur dari berbagai warna sekaligus. Hal ini tidak terjadi pada hologram refleksi karena permukaan hologram akan menginterferensikan cahaya banyak dengan efisiensi refleksi yang tinggi
cukup untuk
panjang gelombang yang memenuhi kondisi Bragg,.
Ke Daftar Isi
