Голограма як вид документа

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Міністерство освіти і науки України

Коледж інформаційних технологій та землевпорядкування

Національного Авіаційного Університету

КУРСОВА РОБОТА

на тему: “ Голограма як вид документа“

Виконала студентка групи Д-36

Головко О.С.

Прийняв викладач

Яценко О.М.

м. Київ



ЗМІСТ

ВСТУП

РОЗДІЛ 1. ІСТОРИЧНИЙ РОЗВИТОК ГОЛОГРАФІЇ

1.1 Особливості голографії

1.2 Принцип роботи голограми

1.3 Історія розвитку голографії

РОЗДІЛ 2. СУЧАСНИЙ ЕТАП ГОЛОГРАФІЧНОГО ДОКУМЕНТА

2.1 Функціонування голограми

2.2Особливості голографічного документа

РОЗДІЛ 3. ЗАСТОСУВАННЯ ГОЛОГРАМИ В ІНШИХ СФЕРАХ ДІЯЛЬНОСТІ СУСПІЛЬСТВА

3.1 Голографія в криміналістиці

3.2 Голографія в медицині

3.2 Перспективи розвитку голографії

ВИСНОВОК

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ



ВСТУП

Актуальність теми. Голографія почала бурхливо розвиватися та набула велике практичне значення після того, як в результаті фундаментальних досліджень з квантової електроніки, виконаних радянськими фізиками -- академіками М. Г. Басовим і О. М. Прохоровим -- і американським ученим Чарльзом Таунсом, в 1960 р. був створений перший лазер. У тому ж році професором Т.Майманом був сконструйований імпульсний лазер на рубіні. Ця система (на відміну від безперервного лазера) дає потужні і короткі, тривалістю в кілька наносекунд (10-9 сек), лазерні імпульси, що дозволяють фіксувати на голограмі рухомі об'єкти. Перший портрет людини був знятий з допомогою рубінового лазера в 1967 році.

Голограма використовується в різних сферах, наприклад, у криміналістиці та медицині. Для медичних цілей, голограма - дуже корисна технологія.

Використання голографічних зображень внутрішніх органів дає великі можливості лікарю для діагностування змін цих органів, особливо для виявлення злоякісних новоутворень в них. Голографічним способом можна одержати принципово нову інформацію про будову органів, тканин і клітин.

Важливим моментом голографії вважається можливість демонструвати зображення внутрішніх органів людини у великих аудиторіях, використовувати ці зображення в навчальному процесі.

Об'єктом дослідження є голограма як вид документа.

Предметом дослідження - функціонування голограми та особливості її застосування в інших сферах діяльності.

Метою дослідження: дослідити сучасний стан та перспективи розвитку голографії.

Реалізація мети передбачає розв'язання таких завдань:

вивчити історію розвитку голограми, особливості голограми та принципи її роботи;

описати сучасний етап голографічного документа, його функціонування та особливості голографічного документа;

визначити застосування голограми в інших сферах діяльності: голографія в криміналістиці та медицині;

перспективи розвитку.

Методи дослідження - аналіз та синтез історичного розвитку та застосування голограми в інших сферах діяльності.

Структура курсової роботи складається з вступу, трьох розділів, висновків та списку використаних джерел.

Обсяг основної роботи 35 сторінок.

Список використаних джерел включає 17 найменувань.



РОЗДІЛ 1. ІСТОРИЧНИЙ РОЗВИТОК ГОЛОГРАФІЇ

1.1 Особливості голографії

Голографія - це відносно новий напрям в когерентній оптиці, розвиток якого пов'язаний з появою і вдосконаленням джерел когерентного випромінювання - лазерів. В голографії, як і у фотографії, вирішується питання записування інформації, яку несе світлова хвиля, відбита від об'єкта. Інформація про об'єкт міститься частково в амплітуді (амплітудна інформація), частково у фазі (фазова інформація). При фотографуванні на фотопластині фіксується інтенсивність хвилі і тим самим реєструється амплітудна інформація про об'єкт. Фазова інформація при цьому втрачається. Проте якщо хвиля має високу когерентність, то на фотопластині можна записати як амплітудну, так і фазову інформації, застосувавши метод голографії («голографія» перекладається як «повний запис»).

У основі методу голографії лежить інтерференційний принцип, згідно з яким для виявлення фазової інформації, що міститься в хвилі, треба створити інтерференцію досліджуваної (об'єктної) хвилі з деякою допоміжною (опорною) хвилею. Амплітуда результуючої хвилі міститиме інформацію як про амплітуду, так і про фазу об'єктної хвилі. При цьому обидві хвилі, що інтерферують, повинні мати високу когерентність, щоб забезпечити достатньо чітку інтерференційну картину на фотопластині (голограмі).

Крім підтвердження дійсності, авторства й т.д. носіїв інформації, документів і товарів і крім забезпечення контролю за розкриттям запакованної продукції, голограма є ще й унікальним маркетинговим засобом збільшення продажів.

Завдяки унікальним оптичним властивостям голограми, продукція, на якій застосовується індивідуальна голограма виробника або імпортера, стає набагато привабливішою в порівнянні з іншою аналогічною продукцією, що не має голограми.

Наявність на продукції індивідуальної голограми виробника або імпортера, є свого роду знаком якості продукції, яким виробник або імпортер гарантує легітимність продукції з таким знаком, і відповідно, така продукція є більше затребуваною покупцями.

Яскрава, пізнавана приваблива етикетка на упаковці, яку неможливо відтворити (підробити) - це й захист Вашої продукції від фальсифікацій, й інструмент успішних продажів. Оригінальність, сучасні інноваційні технології виробництва, креативність застосованих дизайнерських рішень, гарантують покупцеві чистоту Вашого бренду.

Немає голограми, яку можна відтворити копіювальним апаратом або сканером;

Комплекс перерахованих вище захисних властивостей й елементів захисту, комбінації яких застосовується при розробці й виготовленні голограм, роблять їх унікальними й значно ускладнюють можливості по її відтворенню;

Кожна голограма, має свій «почерк» запису, як відбиток пальця, по якому відповідною експертизою може встановлюватися не тільки факт підробки, але й назва фальсифікатора.

Індивідуальні голограми:

Індивідуальні голограми - це голограми, розроблені із застосуванням логотипа або інших певних Замовником зображень і написів, які роблять цю голограму - індивідуальною (персональною) голограмою Замовника.

Індивідуальні голограми розробляються й виготовляються підприємством у вигляді:

голограм з позиційним зображенням логотипа Замовника (коли зображення логотипа або текст Замовника чітко прив'язані до місця розташування на одиничному зображенні);

у вигляді голограм шпалерного типу з непозиційним зображенням логотипа або торгівельної марки Замовника (коли зображення логотипа або тексту Замовника не прив'язані чітко на одиничному зображенні).

Стандартні голограми:

Стандартні голограми - це голограми, розроблені нашим підприємством із застосуванням нейтральних малюнків, без прив'язки до якого-небудь конкретного замовлення. Даний вид голограм може бути виготовлений у вигляді голографічних фонів або мати певні універсальні написи типу: Void, Original, Quality, Security, Optical Security, Security Hologram, Голографічний захисний елемент, Захист, Захищено, Гарантія якості, Засіб контролю й т.д., які дозволяють нам задовольняти потреби наших Замовників, обмежених у часі на одержання замовлення, або мають потребу в невеликих кількостях голограм разового використання, або сильно обмежених в коштах, або, Замовників, які професійно забезпечують потреби ринку в голографічній продукції, персоналізуючи отримані від нас і висічені під необхідний розмір, стандартні голограми з універсальним малюнком. Такого типу голограми мають такі самі властивості, як й індивідуальні, за винятком того, що логотип Замовника або інші індивідуальні малюнки й написи, включаючи нумерацію, наносяться на стандартну голограму термотрансферним принтером, що робить цю голограму - індивідуальною (персональною) голограмою Замовника.

Стандартні голограми розробляються й виготовляються нами у вигляді:

голограм з позиційним зображенням якого-небудь нейтрального універсального малюнка або напису (коли зображення логотипа або текст Замовника чітко прив'язані до місця розташування на одиничному зображенні). Наприклад: герби, регіональні карти, прапори, написи типу: Без ГМО й т.д.;

у вигляді голограм шпалерного типу з непозиційним зображенням якого-небудь нейтрального універсального малюнка або напису (коли зображення логотипа або текст Замовника не прив'язані чітко до місця розташування на одиничному зображенні). Наприклад: написи, типу Void, Original, Quality, Security, Optical Security, Security Hologram, Голографічний захисний елемент, Захист, Захищено, Гарантія якості й т.д. записані на одиничному зображенні рядками під різними кутами без чіткого порядку вирівнювання порядково, по рядах, по вертикалі або по горизонталі.

Наприклад, стандартна голограма «Україна» з позиційним малюнком у вигляді карти України й назви країни користується колосальним попитом у державних підприємств, організацій й установ України.

Наприклад, стандартні голограми шпалерного типу Void, Original, Quality, Security, Optical Security, Security Hologram, Голографический захисний елемент, Захист, Захищено, Гарантія якості й т.д. замовляються у нас, у вигляді етикеток (на матеріалі, що не руйнується) і пломб (на руйнує материалі, що руйнується) будь-якої форми й розмірів, а також замовляються у вигляді фольги гарячого тиснення й у вигляді голографічних прозорих плівок для захисту документів, пропусків, посвідчень, пластикових карток, а також для захисту ярликів (етикеток) товарів або для захисту пакування.

Голографічна деметалізація - процес, при якому форму і розподільчу здатність деметалізації формує безпосередньо голографічна структура. Таким чином, деметалізація точно збігається з голограмою.

Радикальне збільшення розподільчої здатності (до 5000 dpi) дозволяє створювати захисні елементи, які візуально суттєво кращі, ніж звичайні деметалізовані голограми.

Так, наприклад, напівтонові деметалізовані голографічні елементи мають всі добре відомі особливості голограм: райдужне забарвлення, динаміку кінетичних зображень, глибину, і, разом з тим, навіть при розсіяному світлі можуть бути легко ідентифіковані завдяки характерному деметалізованому зображенню.

При застосуванні голографічної де металізації величезні можливості відкриваються для комбінування голографічних та поліграфічних зображень. Підробка або імітація такого захисного елемента неможлива.

Технологія голографічної деметалізації може бути застосована для вирішення задач захисту документів і товарів від підробок, де висуваються найвищі вимоги: паспорта, банкноти, візи, посвідчення особи тощо.

1.2 Принцип роботи голограми

Голограма створюється за допомогою голографії -- методу точного запису, відтворення і перетворення хвильових полів. Він заснований на інтерференції хвиль -- явищі, що спостерігається при додаванні поперечних хвиль (світлових, звукових і ін.) або при посиленні хвиль в одних крапках документа й ослабленні в інші в залежності від різниці фаз інтерферуючих хвиль. На фотопластинку одночасно з «сигнальною» хвилею, розсіяної об'єктом, направляють «опорну» хвилю від того ж джерела світла. Виникаюча при інтерференції цих хвиль картина, що містить інформацію про об'єкт, фіксується на світлочутливій поверхні (голограмі). При опроміненні голограми або її ділянки опорною хвилею можна побачити об'ємне зображення об'єкта.

У голографії використовується властивість когерентності лазерного променя: хвиляста поверхня (хвильовий фронт) деякого променя записується у формі ітерфераційних смуг на світлочутливий матеріал або фотопластинку, що називається голограмою.

При зчитуванні голограми відновлюється вихідний хвильовий фронт. Іншими словами, лазерний промінь розщеплюється на два промені, один із яких проектується на об'єкт зйомки, і, відбите від цього об'єкта, світло потрапить на світлочутливий матеріал; другий промінь безпосередньо проектується на світлочутливий матеріал.

За допомогою цих двох променів записується інтерференційна картина. Коли на виготовлену голограму проектується лазерний промінь, то з'являється об'ємне зображення об'єкта зйомки. Цей процес називається відновленням.

Якщо розглядати голограму в мікроскоп, то видно систему чергування світлих і темних смуг. Інтерференційний візерунок реальних об'єктів досить складний.

Оскільки голограма дозволяє записувати зображення аж до фазових складових світлового променя, то на ній можна зберігати трьохвимірну інформацію про об'єкт зйомки. В даний час ця технологія використовується в зчитувачах штрихового коду, звукознімачах для оптичних дисків і т. д., також її можна успішно використовувати для перетворення інформації в оптичних комп'ютерах.

Більшість розроблювальних і впроваджуваних способів голографічної реєстрації й обробки інформаційних масивів мають найчастіше вигляд друкованих документів. Голограма являє собою оптичний елемент, який формує зображення без допомоги зовнішньої оптики, що є її найважливішим перевагою. На одну голограму можна нанести до 150 зображень, причому ці зображення зовсім не заважають один одному при їхньому відтворенні.

Необхідно тільки дотримувати кут, під яким кожне зображення записувалося.

Голограма стійка від пошкоджень, псування її деякої частини не призводить до втрати всього зображення. Оскільки кожна крапка об'єкта записується практично на всій площі голограми, подряпини, пил, сторонні включення в емульсію викликають лише незначні погіршення зображення і зниження його яскравості. Не існує труднощі у фокусуванні, тому що голографується не сфальцьоване зображення, а хвильовий фронт об'єктного пучка. Не потрібні високоякісна оптика і високоточні системи для механічної комутації інформаційного носія.

Тільки на квадратному сантиметрі поверхні плівки можна вмістити 100 млн. біт інформації. А на пластинку калію-брому розміром 2,5х2,5х0,2 см можна записати близько 300 тисяч зображень документної інформації, приблизно цілий архів великої бібліотеки. Отже, застосування голографії дозволяє автоматизувати й істотно прискорити пошук інформації в архівах ємністю до 108--109 сторінок документа (час доступу менше однієї секунди). В даний час застосовується техніка мультиплікації для створення безлічі однакових голограм, зокрема, при виготовленні кредитних карток. У 1989 р. була випущена перша спільна англо-японська книга «Голографічні картини».

1.3 Історія розвитку голографії

Своєю інноваційною та технологічною міццю спеціалізоване підприємство «Голографія» зобов'язане, перш за все, величезному науковому потенціалу, закладеному українськими вченими.

Голографія як наука почала активно розвиватися в 1960-х роках з появою перших лазерів.

Ідея об'ємного запису інформації була висловлена англійським ученим угорського походження Денисом Габором ще в 1947 році. Працюючи над удосконаленням електронного мікроскопа, він винайшов новий метод запису і відновлення хвильового фронту (Нобелівська премія за 1971 рік). Цей метод він назвав голографією

Саме слово «голографія» було створено з двох грецьких слів: «holos» -- весь і «gramma» -- літера, написання. Але оскільки в 40-і роки 20 століття ще не існувало інструментів для такого запису, то ця ідея не могла бути реалізована на практиці. Минуло ще 12 років, поки вчені «подарували» світові перший лазер, і ще 15 років, перш ніж світ побачив першу голограму, записану за методом Д. Габора.

У 1962 році співробітники Мічиганського університету Еммет Лейт і Юріс Упатнієкс застосували метод Дениса Габора для запису і відновлення хвильового фронту, використовуючи газовий гелій-неоновий лазер. Результат був приголомшливий: вони отримали перші чіткі об'ємні голограми високої якості

Тим самим Е. Лейт і Ю. Упатнієкс заклали базис для роботи сучасних голографічних студій. Але їх метод мав один істотний недолік: голограми, записані таким способом, відновлювалися тільки в когерентному світлі, що різко обмежувало сферу їх

Юрієм Денисюком, привели в 1962 р. до наукового відкриття. Застосований ученим спосіб зйомки дозволяв використовувати лазер тільки при запису голограми, а відновлювати голограму можна уже звичайними джерелами білого світла.

У цьому й полягала принципова відмінність методу Денисюка від способу запису голограми його американських колег. При цьому, використовуючи методи, аналогічні вживаним в кольоровій фотографії (проводячи зйомку лазерами трьох кольорів -- синім, зеленим і червоним), голографічні зображення можна було отримати кольоровими, що було недосяжно для усіх використовуваних раніше способів.

Юрій Денисюк не тільки теоретично обгрунтував, а й підтвердив на практиці узагальнюючі принципи, які лягли в основу подальшого розвитку всіх видів голографії і пояснили всі попередні роботи (Д. Габора, Е. Лейта, Ю. Упатнієкса та ін.) у цьому напрямку.

На самому початку «лазерної ери», в 1960-х роках, в Інституті фізики НАН України під керівництвом академіка НАН України Михайла Семеновича Бродіна та члена-кореспондента НАН України Марата Самуїловича Соскіна були розгорнуті дослідження в галузі квантової електроніки та голографії. Їх роботи призвели до формування в Україні сильної наукової школи лазерної оптики, яка отримала всесвітнє визнання і відзначена багатьма преміями. Серед них: Державна премія УРСР 1974 р. за створення лазерів з перестроюваною частотою, Державна премія СРСР 1982 р. за розробку фізичних основ динамічної голографії.

У 1970-х роках Інститут фізики НАН України (В. Б. Марков, С. Г. Одуль і А. Н. Тимошенко) у співпраці з Міністерством культури (І. Г. Явтушенко) та за підтримки ЮНЕСКО, почав виробництво високоякісних об'ємних художніх голограм за методом Юрія Денисюка. Уже більше 30 років голограми унікальних музейних реліквій України експонуються на численних міжнародних виставках, у тому числі -- за активної участі спеціалізованого підприємства «Голографія», у структурі якого функціонує відділ художньої голографії.



РОЗДІЛ 2. СУЧАСНИЙ ЕТАП ГОЛОГРАФІЧНОГО ДОКУМЕНТА

2.1 Функціонування

Голографічний документ - це оптичний об'єкт, який змінює кольори по всьому райдужному спектру видимого діапазону світла. При зміні кута зору спостерігача, змінюється форма й видимі розміри зображень (анімація) об'єктів голограми, які стають об'ємними.

Однією з головних переваг голографічного документа є висока якість збереження записаної інформації. У той час як дефект на поверхні магнітного диска чи магнітної стрічки руйнує важливі дані, дефект у голографічному середовищу не приводить до втрати інформації, а викликає "потускніння" голограми.

Розсіяні об'єктом хвилі характеризуються амплітудою і фазою. Реєстрація амплітуди хвиль не становить труднощів; звичайна фотографічна плівка реєструє амплітуду, перетворюючи її значення у відповідне почорніння фотографічної емульсії. Фазові співвідношення стають доступними для реєстрації за допомогою інтерференції, що перетворює фазові співвідношення у відповідні амплітудні. Інтерференція виникає, коли в деякій області простору складаються кілька електромагнітних хвиль, частоти яких з дуже високим ступенем точності збігаються. Коли записують голограму, в певній області простору складають дві хвилі: одна з них йде безпосередньо від джерела (опорна хвиля), а інша відбивається від об'єкта запису (об'єктна хвиля). У цій же області розміщують фотопластинку (або інший реєструючий матеріал), в результаті на цій пластинці виникає складна картина смуг потемніння, які відповідають розподілу електромагнітної енергії (картині інтерференції) у цій області простору. Якщо тепер цю пластинку висвітлити хвилею, близької до опорної, то вона перетворює цю хвилю в хвилю, близьку до об'єктної. Таким чином, ми будемо бачити (з тим або іншим ступенем точності) таке ж світло, що відбивалося б від об'єкта запису.

У голографії використовується властивість когерентності лазерного променя: хвиляста поверхня (хвильовий фронт) деякого променя записується у формі ітерфераційних смуг на світлочутливий матеріал або фотопластинку, що називається голограмою. При зчитуванні голограми відновлюється вихідний хвильовий фронт. Іншими словами, лазерний промінь розщеплюється на два промені, один із яких проектується на об'єкт зйомки, і, відбите від цього об'єкта, світло потрапить на світлочутливий матеріал; другий промінь безпосередньо проектується на світлочутливий матеріал.

За допомогою цих двох променів записується інтерференційна картина. Коли на виготовлену голограму проектується лазерний промінь, то з'являється об'ємне зображення об'єкта зйомки. Цей процес називається відновленням.

Голограму можна виготовити й іншим способом, завдяки якому об'ємне зображення можна побачити і при звичайному світлі.

Оскільки голограма дозволяє записувати зображення аж до фазових складових світлового променя, то на ній можна зберігати трьохвимірну інформацію про об'єкт зйомки. В даний час ця технологія використовується в зчитувачах штрихового коду, звукознімачах для оптичних дисків і т. д., також її можна успішно використовувати для перетворення інформації в оптичних комп'ютерах.

Більшість розроблювальних і впроваджуваних способів голографічної реєстрації й обробки інформаційних масивів мають найчастіше вигляд друкованих документів. Голограма являє собою оптичний елемент, який формує зображення без допомоги зовнішньої оптики, що є її найважливішим перевагою. На одну голограму можна нанести до 150 зображень, причому ці зображення зовсім не заважають один одному при їхньому відтворенні.

Необхідно тільки дотримувати кут, під яким кожне зображення записувалося.

Голограма стійка від пошкоджень, псування її деякої частини не призводить до втрати всього зображення. Оскільки кожна крапка об'єкта записується практично на всій площі голограми, подряпини, пил, сторонні включення в емульсію викликають лише незначні погіршення зображення і зниження його яскравості. Не існує труднощі у фокусуванні, тому що голографується не сфальцьоване зображення, а хвильовий фронт об'єктного пучка. Не потрібні високоякісна оптика і високоточні системи для механічної комутації інформаційного носія.

2.2 Особливості голографічного документа

Голографічні елементи застосовуються для захисту документів і товарів, які підлягають обов'язковому захисту від підробки, а також інших документів і товарів, голографічний захист яких запроваджується за ініціативою їх власників.

Голографічні захисні елементи можуть мати особливе індивідуальне маркування, вид якого визначається замовником виходячи з потреб та організації ведення обліку обігу документів чи товарів за ініціативою замовника та за погодженням з Мінфіном.

На бланки цінних паперів та документів суворої звітності, які підлягають обов'язковому захисту, голографічні захисні елементи наносяться спеціалізованими підприємствами-виробниками цих бланків у процесі їх виготовлення, якщо інше не передбачено загальними вимогами до забезпечення голографічного захисту носіїв інформації, документів і товарів.

На товари, які підлягають обов'язковому захисту, голографічні захисні елементи наносяться безпосередньо підприємствами-виробниками цих товарів або виробниками упаковки для цих товарів під час її виготовлення, якщо інше не передбачено загальними вимогами до забезпечення голографічного захисту носіїв інформації, документів і товарів.

На документи і товари, які не підлягають обов'язковому захисту, голографічні захисні елементи наносяться безпосередньо підприємствами-виробниками цих документів і товарів, виробниками упаковки або замовниками виготовлення голографічних захисних елементів.

Нанесення голографічних захисних елементів на документи і товари здійснюється залежно від типу та сфери їх застосування шляхом наклеювання, використання етикет-пістолетів, портативних пресів для тиснення, а також спеціалізованого обладнання для припресування за умови забезпечення відповідного рівня безпеки та обліку цих елементів.

Порядок нанесення голографічних захисних елементів, що використовуються для державних потреб та/або створені на замовлення державних органів, погоджується з СБУ.



РОЗДІЛ 3. ЗАСТОСУВАННЯ В ІНШИХ СФЕРАХ ДІЯЛЬНОСТІ

3.1 Голографія в криміналістиці

голографія документ когерентний випромінювання

Голографія знайшла дуже широке застосування - у науці, техніці, культурі, військовій справі і в інших сферах життя і діяльності людини. Голографія застосовується для реєстрації і відтворення унікальних речей - історичних реліквій, творів мистецтва, голограмних портретів, голографічного кіно, голографічного телебачення.

В науці і техніці голографія застосовується для інтерферометрії. Особливість голографічної інтерферометрії полягає в тому, що хвильовий фронт, який досліджується, фіксується на голограмі. Допустимо, що зроблена голограма тіла. Після того, як з тілом відбулись деякі зміни (старіння, нагрівання, механічні дії тощо), воно ставиться на своє місце і порівнюється з голограмою. Якщо тіло (предмет) змінить свій стан, то хвильові фронти від предмета і його зображення, одержаного за допомогою голограми, будуть різними. Оскільки вони когерентні, то буде інтерференція, за характером якої можна зробити висновок про зміни в об'єкті.

Голографічні методи підходять для будь-яких хвильових полів, у тому числі й акустичних. Існує так звана акустична голографія, яка дає можливість одержати об'ємне зображення предмета за допомогою акустичних хвиль. Наприклад, якщо від джерела Д1 на об'єкт О направити ультразвукову хвилю, то відбита хвиля (предметна), складаючись з опорною, яка йде від іншого когерентного джерела (Д2), дасть інтерференцію, картину якої можна спостерігати на поверхні рідини. Цю картину можна відтворити у видимому діапазоні, якщо освітити поверхню за допомогою лазера.

Один з важливих аспектів криміналістичної діяльності фіксація ходу і результатів слідчих дій, обставин місць події, окремих криміналістичних об'єктів. Традиційно використовувані технічні методи фіксації дозволяє отримувати високоякісні чорно-білі та кольорові зображення. Вище розглянуті і спеціальні прийоми, за допомогою яких виявляються і відображаються особливості, невидимі в звичайних умовах. Однак реєструються будь-яким з розглянутих способів зображення відрізняються істотним недоліком відображена на них є плоскої копією вихідної тривимірної картини. Цей недолік значно знижує інформативність зображень і можливість аналізу зафіксованих даних.

Спроби отримати об'ємне зображення чисто фотографічними методами робилися з початку XX століття. Найбільш вдале вирішення цієї проблеми стало можливим із становленням голографії (від грец. Holos весь, повний і grapho пишу, креслю, малюю) методу реєстрації та відтворення хвильового поля, що створюється за допомогою лазера. Унікальні властивості лазерного випромінювання, яке здатне зберігати постійну частоту, фазу і поляризацію, висока надійність квантових генераторів, їх доступність, що випускаються цільове різноманітність типів стали важливими чинниками їх широкого застосування в криміналістиці, у тому числі для цілей голографіровання.

Голографічні методи використовуються в даний час як для фіксації, так й для дослідження криміналістичних об'єктів. Голографія досконаліше фотозйомки; вона дозволяє отримати більш повну інформацію про об'єкт, тому що являє собою процес реєстрації на світлочутливому шарі не тільки амплітудних (як у фотографії), але і фазових характеристик світлового потоку.

Відомо, що всі освітлені об'єкти поглинають, відбивають і розсіюють світло. Що формується, при цьому поле світлове містить повну інформацію про об'єкти, їх формі, взаємне розташування і навіть матеріал, з якого вони складаються. При огляді об'єкта саме на це реагує очей спостерігача. Отриману інформацію аналізує мозок, у результаті людина бачить. У кожному з напрямків переміщення зіниць спостерігача структура світлового поля, що формується об'єктом, дещо відрізняється від сусіднього. Тому зміна ракурсу огляду змінює взаємне положення об'єктів. Отже, для найбільш повної реєстрації потрібно фіксувати не зображення об'єкта, а що формується їм світлове поле. Навчившись реєструвати ту ниву, а потім відновлювати її, можна "побачити" образ об'єкта таким же, яким він був у момент фіксації.

Під час зйомки одночасно з вільний, відображеної об'єктом, на фотослой направляють допоміжну хвилю від того ж джерело світла лазера. Взаємодіючи, вони дають інтерференційну картину. Якщо на виявлену голограму спрямувати промінь лазера, то в просторі виникає об'ємне зображення зафіксованого об'єкта, що містить повну інформацію про нього. У спостерігача створюється враження, що він бачить реальний предмет. Тривимірне зображення обумовлюється дифракцією, тобто заходом променів в область тіні в результаті огинання предмета.

Активної середовищем газових лазерів, оптимальних для цілей голографії, служать чисті гази, їхньої суміші, а також суміші газу та парів металу. У криміналістичній практиці найбільш вживані гелій-неонові, аргонові, азотні квантові генератори. Працюють вони як в імпульсному, так і в безперервному режимі, випромінюючи світло в діапазоні інфрачервоної від ультрафіолетової до зони спектра.

В останні роки голографія стала широко відомою тому, що дає змогу отримувати ефектні об'ємні кольорові зображення різноманітних об'єктів, зокрема криміналістично значимих. Дійсно, якщо записати і відтворити з усіма подробицями поле випромінювання, розсіяне об'єктом, то оці дуже важко відрізнити відновлене поле від реального об'єкта. Виникає ілюзія присутності відбитого об'єкта перед спостерігачем. Більш того, голограма здатна відтворювати понад мільйон відтінків яскравості, в той час як для звичайного фотографії цей показник не перевищує сотні.

Суть голографіровання складається в реєстрації інтерференційної картини двох променів, що висвітлюють об'єкт: опорного і об'єктного. Для одержання голограми промінь лазера ділять на два, причому опорний направляють безпосередньо на фотослой, а іншим висвітлюють об'єкт. Відбитий від об'єкта світло теж потрапляє на платівку. Утвориться, у її поверхні живопис інтерференції світлових хвиль (опорної та об'єктної) реєструється світлочутливим шаром. Таким чином, при голографірованіі відбувається взаємодія двох хвиль, а що виникає при цьому інтерференційна картина періодична структура темних і світлих смуг і плям містить повну інформацію про відображена об'єкті. Саме ця картина і реєструється на матеріалі світлочутливому.

Голограма точно відтворює поле об'єктної хвилі, але при строго певних умовах. Це дозволяє на одну реєстраційну середу записати послідовно, а потім відтворити кілька різних інтерференційних картин. Число голограм визначається властивостями реєструючої середовища та схемою голографірованія. Голограма відбиває світло так само, як реальний об'єкт, а виникає світлове поле в точності відповідає об'єктному. Голограма це не зображення об'єкта, а зареєстроване розподіл інтерференційної картини об'єктного і опорного хвильових полів; звідси для голографічного методу не існує понять "негатив і позитив".

Під час запису голограми кожна крапка об'єкта розсіює випромінювання на практично всю поверхню реєструючої середовища. Тому в будь-якій точці голограми міститься інформація про все об'єкті. З цього випливає кілька особливостей голографічного процесу. По-перше, будь-яку ділянку голограми здатний відтворювати образ усього об'єкта. Зменшення розміру голограми приводить лише до деякого погіршення зображення якості. По-друге, окремі дефекти голограми (тріщини і подряпини на емульсії), на відміну від фотонегативів, практично не позначаються на якості відновлюваного образу об'єкта.

Крім скляних пластинок розміром від 4 х 4 мм до 280 х 406 см для голографіровання застосовуються також гнучкі плівки, які можуть мати розмір до 6 кв. м, що дозволяє отримувати дуже великі зображення. Голограма дає тривимірне зображення навіть при освітленні яскравим білим світлом, оскільки вона сама "вибирає" із спектру падаючого на неї випромінювання та відображає саме ту монохроматичному складову, яка експонувала її при зйомці.

Особливу актуальність голографічні методи набувають тоді, коли криміналісту доводиться мати справу з недовговічними, швидкопсувними об'єктами, розміри і деталі яких необхідно неодноразово зіставляти зі зразками і перевіряються предметами. Можливості голографії сприяють створенню інформаційного фонду різних знарядь злочинів, а на цій основі своєрідних "музеїв", які використовуються в оперативних та навчальних цілях.

Отримання зображень далеко не головне і не єдине застосування голографії. Голограма можна використовувати для вимірювання геометричних розмірів об'єктів. Це необхідно, коли обмір реальних об'єктів важко або взагалі неможливо (наприклад, при експертизі мікрорельєфу слідів ковзання). Тут корисні способи визначення просторового положення відновленої точки, аналізу профілю поверхні об'єкта та ін..

Їх застосування в криміналістичній практиці найбільш перспективно при аналізі слідів удари і тиску (віджимання), що зіставляються з робочими поверхнями перевіряються знарядь злому. Вони доцільні в першу чергу там, де потрібно створення стерео - і псевдостереоеффекта, наприклад при дослідженні відбитку бойка на капсулі гільзи. Як надійні ідентифікаційних ознак тут можуть фігурувати макроскопічні і мікроскопічні особливо, зокрема незначні відхилення поздовжньої осі бойка, асферічность поверхні його, координатні характеристики рельєфу та ін

Голографічні методи широко використовуються зараз в криміналістичному дослідженні документів для розрізнення штрихів графітних олівців, синіх копірок, чорних та синіх чорнил за допомогою цветоделітельной зйомки, а також для прочитання залитих, закреслених, замурзані записів і відбитків, відновлення витравленим, згаслих, змитих текстів, виявлення дописок і інших змін у документах за допомогою лазерної люмінесценції.

Важливе завдання фототехніческой експертизи точно визначити просторове положення відновлених по голограма точок і відстаней між ними, зокрема при встановленні за наданими слідчим фотознімками механізму і просторово-часових характеристик дорожньо-транспортної пригоди.

На відміну від оптичної, що дозволяє досліджувати тільки поліровані об'єкти, інтерферометрія голографічна дає можливість аналізувати шорсткуваті криміналістичні об'єкти, яких, зрозуміло, більшість. Так, за допомогою голографії удається виявити невидимі сліди, залишені ногами злочинця на ворсистих підлогових покриттях. Після того як по ковроліну або інший товстою тканини, вистилає підлогу, пройшов чоловік, на поверхні залишаються абсолютно нерозрізнені вм'ятини сліди ніг. Вони дуже повільно "запливають" у мiру того, як волокна тканини або ворсинки килима розпрямляються. Якщо в цей час на одну й ту ж світлочутливу платівку з невеликим інтервалом зареєструвати два голограми обстежуваної ділянки статі, то виявляться відображеними ті незначні відмінності, які утворилися в результаті распрямления волокон або ворсинок. Для цієї мети розроблена переносна голографічну камера на рубіново квантовому генераторі.

При голографірованні швидкотечих (наприклад, вибухових) процесів дуже потрібні короткі витримки. Тут використовуються спеціальні установки з імпульсним рубіновим лазером. Тому стає можливою, наприклад, аналіз змін густини газу в ударної хвилі за пролітає кулею при виробництві судово-балістичної експертизи.

Важливий напрямок голографічної інтерферометрії встановлення групової приналежності скла, кераміки та різних пластичних мас. Вихідною передумовою тут служить те, що дві частини одного предмета, виявлені в різних містах (наприклад, на місці події і при особистому обшуку підозрюваного), якщо вони виготовлені з одного й того ж матеріалу, не повинні мати істотних відмінностей у розподілі інтерференційних смуг на відновленому зображенні. Метод дає гарні результати при дослідженні поверхні паперу в ході технічної експертизи документів. Оскільки при підробці нерідко вдаються до травяна речовин, які змінюють фізичні властивості паперу, метод двох експозицій з імпульсним лазером як джерело випромінювання дозволяє виявити конкретну ділянку фальсифікації документа.

Аналогічні завдання вирішуються і при встановленні факту підробки номерів на різних виробах і деталях: вогнепальна та холодна зброя, основних агрегатах і вузлах автомобілів та ін Набивка номерних знаків за допомогою штампів викликає локальні зміни властивостей матеріалів. Під час дослідження методом голографічної інтерферометрії виникли зміни будуть виявлятися у вигляді стрибків смуг інтерференційної картини на зображенні об'єкта. Грамотний вибір умов голографірованія дозволяє відновлювати видалені злочинцями номерні знаки.

Голографічний інтерферометрія забезпечує ідентифікацію плоского скла за інтерференційної картині на його оптичних неоднорідностях у відбитому лазерному світлі. Піддаються аналізу скляні осколки за відсутності загальної лінії розлому і невідомої взаємної орієнтації в просторі.

Помітне місце в криміналістиці, особливо в фототехніческой експертизі, займає оптична обробка зображень. Вона забезпечує посилення дрібних деталей і чіткості зображення, виправлення дефокусірованного (нерізкого) негативу. Ототожнення за динамічними слідах нерідко викликає великі труднощі через нечіткість цих слідів трас, що утворилися при скоєнні розслідуваного злочину. У таких умовах їх порівняльне зіставлення з експериментальними слідами, утвореними об'єктами, що перевіряються в ідеальних умовах, не забезпечує переконливих результатів. Не можуть тут допомогти і традиційні фотографічні методи обробки зображень.

Голографічні методи дуже корисні в практиці трасологічної і судово-балістичних експертиз, коли фонові перешкоди заважають виділити, проаналізувати і порівняти ознаки, що відобразилися в слідах. Їх суть полягає в тому, що інформація в зображенні перерозподіляється шляхом просторової фільтрації його спектра. Оскільки інформативна частина зображення та спотворюють її перешкоди мають різноманітні просторові частоти, можна зменшити останні, впливаючи на спектр фільтром, що ослаблює або повністю екранують ті чи інші його зони. Після фільтрації порівняльне зіставлення фотознімків сліду ковзання, знайденої на місці події, і експериментального стверджує у висновку, що вони залишені знаряддям, вилученими у підозрюваного, або навпаки.

Традиційні методи експертизи відбитків друкованих форм (друкарські і машинописні тексти, кліше, штампи, клейма і т.п.), хоча й дають непогані результати, повністю задовольнити практичні потреби поки не могли. Так, вони не дозволяють вирішувати ідентифікаційні завдання при малому обсязі досліджуваних символів, не здатні ідентифікувати нові, особливо електричні, які пишуть машинки, ціфропечатающіе пристрої та принтери комп'ютерів. Вони не дають точних критеріїв для визначення черговості листа однієї закладки і рішення деяких діагностичних завдань. Тут теж оптимальні голографічні методи, засновані на порівнянні дифракційних спектрів окремих літер друкарських форм, освітлених променем лазера. Гарантовані результати цілком задовільні. Так, надійність ідентифікації нових друкарських машин при малому обсязі досліджуваного матеріалу доходить до 95%.

У практичній діяльності судових експертів повсякденно виникає необхідність розпізнавати і ототожнювати різні об'єкти: знаряддя злому, інструменти, портрети, сліди, зафіксовані на фотознімках; тексти машинописні, відбитки печаток і штампів, підпису та ін Візуальний аналіз цих об'єктів навіть з використанням спеціальних технічних засобів досить трудомістке заняття. Більш того, виявляються, як правило, макроскопічні ознаки, особливості а більш тонкого порядку враховуються експертом при формулюванні висновку далеко не завжди.

У зв'язку з цим абсолютно необхідна опора на методи оптичної обробки інформації, зокрема на розпізнавання образів. Найбільш поширений підхід до вирішення цієї проблеми полягає у виявленні цікавить образу і визначенні його місця в досліджуваному зображенні.

Голографічне моделювання сприяє криміналістичної ідентифікації трасологические об'єктів (по слідах розрубування, розрізу, ковзання, віджимання, відкусив, удару на дереві, металу, пластмаси і так далі). Воно головним чином зорієнтоване на створення придатних для порівняльного дослідження відбитків ідентифікаційного поля. Фотознімки, зліпки, відбитки теж придатні, але найкращі результати моделювання забезпечує голографічний метод фіксації речових доказів. Моделювання голографічне дозволяє вірогідно, об'єктивно і економно експертну вирішувати завдання ідентифікації знарядь по лінійних слідах, ознаки яких зафіксовані в профілограммах. Ототожнення проводиться за допомогою голографічних погоджених фільтрів.

У трасології та судової балістиці часто фігурують сліди ковзання або тиску з дуже дрібним рельєфом. Кількісні характеристики і розташування деталей рельєфу являють собою, як правило, сукупність ознак, необхідну для висновку про наявність або відсутність тотожності. У зв'язку з цим досить перспективно голографічне профілювання слідів, що дозволяє отримати чітке уявлення про всі ознаках рельєфу та мікрорельєфу. Важливо, що таке профілювання забезпечує об'ємних вивчення особливостей рельєфу слідів.

Усе більше застосування знаходить голографія в ході заходів, спрямованих на запобігання злочинних посягань. Так, спеціалізована американська фірма впровадила метод ідентифікації дорогоцінних каменів по їх лазерним відбитками, цілком однозначно характеризують конкретні камені. Відбитки є зняту на кольорову плівку дифракційних картину, що виникає при опроміненні гелій-неоновим лазером огранованому поверхні коштовного каменя: алмаза, смарагд, сапфіру, шпінелі та ін Оскільки практично не існує двох каменів з повністю ідентичною огранюванням, поліровкою і набором дефектів, такі голограми законодавчо закріплені для ідентифікації дорогоцінних каменів.

У картотеці фірми зберігаються сотні тисяч голограм різних дорогоцінних каменів. Кожна з них схожа на фотографію зоряного неба безліч світлих точок на темному тлі. Так реєструється кожен знову огранований каміння, після чого спеціальний комп'ютер вимірює кути і відстані між світлими точками і порівнює їх із зображеннями, що зберігаються в його пам'яті. Іноді для ототожнення каменю достатньо десяти точок. Ця система дозволяє не тільки ідентифікувати викрадені дорогоцінні камені. Вона дає можливість переконатися, що ювелір повернув саме той камінь, який був йому переданий для чищення або виготовлення оправи, а також розпізнати підроблені камені, що мають зовсім не такі відбитки, як натуральні, оскільки умови їх утворення та хімічна структура різні. Голографічний систему ідентифікації дорогоцінних каменів довів свою надійність і ефективність.

Розробка і впровадження подібної системи в Російській Федерації мали б, безумовно, саме позитивне значення. У таку централізовану голографічну картотеку необхідно внести лазерні відбитки каменів, що зберігаються в Алмазному фонді, Золотий кімнаті Ермітажу та інших державних і приватних зібраннях, а також в культових закладах; відбитки натуральних дорогоцінних каменів, що виготовляються на вітчизняних гранувальних і ювелірних фабриках. Профілактична цінність даної системи, думається, швидко окупить матеріальні витрати, які будуть потрібні для її впровадження. Реєстрацію дорогоцінних каменів варто було б організувати в рамках облікової системи "Антикваріат", що забезпечує збереження вітчизняних історичних і культурних цінностей.

3.2 Голографія в медицині

В даний час лазерні технології знайшли широке і різноманітне застосування в медицині, з їх допомогою вирішуються завдання хірургії, терапії та діагностики. Однак існує група методів, що базуються на застосуванні лазерів, які досі не отримали достатнього поширення в медицині, - це голографічні методи. Піонерські роботи в цьому напрямку відомі практично з моменту виникнення голографії, проте широкого практичного застосування вони не отримали. Пов'язано це з певними технічними складнощами, властивими класичної голографії. В даний час у зв'язку з розвитком методів динамічної голографії, цифровий (телевізійної, комп'ютерної) голографії і близького до неї методу фазомодулірованной спекл-інтерферометрії (Еlectronic Speckle Рattern Interferometry - ESPI) дані складності в чому подолані, що дає базу для нового витка розвитку медичного застосування голографічних методів.

Медичні застосування голографії (і споріднених методів) можна розбити на три великі групи з базових методиками:

- Класична голографія;

- Цифрова голографія і ESPI;

- Створення голографічних оптичних елементів (ГОЕ), які можуть використовуватися в медичному обладнанні для формування та перетворення оптичних пучків.

НДІ фізики ОНУ спільно з ДУ «Інститут очних хвороб і тканинної терапії імені В.П. Філатова НАМНУ »і ДУ« Український науково-дослідний протичумний інститут ім. І.І. Мечникова »протягом багатьох років проводили роботи в цих областях в рамках договорів про науково-технічне співробітництво. У даній статті даний короткий огляд результатів, отриманих як у цих роботах, так і в роботах інших колективів, наведено аналіз їх можливого подальшого розвитку, а також створення принципово нових додатків в галузі медичної діагностики і терапії. Особливу увагу приділено специфіці застосування голографічних методів в офтальмології.

Слід зазначити, що застосування голографічних методик в хірургії також можливо і перспективно, наприклад використання динамічних ГОЕ для керування променем лазерного скальпеля і формування його оптимальної структури, однак дана тематика потребує окремого розгляду.



2.3 Перспективи розвитку

Перспективи розвитку документознавства пов'язані з його перетворенням у більш цілісну систему. Домінуючою тенденцією такого роду стає розширення видового складу документів, посилення вимог до матеріалу носія, знаковій системі, способам запису і відтворення інформації, повноті й оперативності функціонування документної комунікації в суспільстві.

Майбутній розвиток документа пов'язаний з комп'ютеризацією

документно-комунікаційної системи, при цьому традиційні види документів збережуться в інформаційному суспільстві поряд з розвитком нетрадиційних носіїв інформації, збагачуючи і доповнюючи один одного. Майбутні бібліотекарі, бібліографи, документознавці і фахівці в галузі інформатики повинні бути готові до цьому психологічно, теоретично і технологічно.



ВИСНОВОК

У 1982 році відбулося чудове подія. У Паризькому університеті дослідницька група під керівництвом фізика Алена Аспект провела експеримент, який може виявитися одним із самих значних в 20 столітті. Аспект і його група виявили, що у певних умовах елементарні частинки, наприклад, електрони, здатні миттєво сполучатися одне з одним незалежно від відстані між ними. Не має значення, 10 футів між ними або 10 мільярдів миль.

Якимось чином кожна частка завжди знає, що робить інша. Проблема цього відкриття в тому, що воно порушує постулат Ейнштейна про пре-слушною швидкості поширення взаємодії, яка дорівнює швидкості світла.

Ідеї, які лежать в основі голографії, були висловлені в 1947 р. англійським фізиком Д. Табором. Однак Табору не вдалось одержати якісного зображення внаслідок цілого ряду технічних труднощей, головна з яких полягала у відсутності потужних когерентних джерел світла. І тільки після появи лазерів у 1962 році американські дослідники Е. Лейт і Ю. Упатніекс одержали перші якісні голограми тривимірних об'єктів.

Технологія виготовлення голографічних знаків захисту на замовлення клієнта вимагає значних затрат часу і коштів. Таке виробництво розраховано на великі тиражі. Спеціалістами старанно добирається комплекс операцій і послідовність їх виконання, особливо для захисту. Можна застосовувати на вибір фольгу для гарячого тиснення і наклейки з безкінечними або окремими зображеннями. Зображення стандартної програми спеціально підбирають для тих галузей, в яких спостерігається завдяки своєму вигляду вони перетворюють ознаки захисту в товарний знак і стають невід'ємною складовою частиною інформації про продукт.



СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

Закон Україні «Про затвердження Положення про порядок голографічного захисту документів і товарів»

Асеев Г.Г., Шейко В.Н. Информационные технологии в документоведении: Учеб. пособие.- Х.: ХГИК,1997.-290 с.

Верлань А.Ф. Інформатика. - К.: Квазар-Мікро,1998.- 200 с.

Воробьев Г.Г. Документ: информационный анализ.- М.: Наука, 1973.- 256с.

Гинзбург В.М., Б.М. Степанов редакторы. Голография. Методы и аппаратура. 1974год. 189 с.

Денисюк Ю.Н.. Принципы голографии. Лекции. Оптич. ин-титут им. Вавилова. 1979 год. 65 с.

Ильюшенко М.П., Кузнецова Т.В., Лившиц Я.З. Документоведение. Документ и системы документации. - М.:МГИАИ,1997.-132с.

Зиновьева Н.Б., Саяпина И.А., Пашнина И.И. Документ в коммуникации и восприятии: Лекции по курсу Документоведение.-Краснодар,1995.- 58с.

Корешев С.Н. Основы голографии и голограммной оптики: Учебное пособие. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. - 97 с.

Кушнаренко Н.Н. Документоведение: учеб. для студентов вузов культуры переработ. и доп. - К.: Знание, 2002.-459с.

Ландсберг Г.С.. Оптика. - М.: Наука, 1976. - С. 235.

Нікольський Ю. В. Системи штучного інтелекту: навч. посібник / Ю. В. Нікольський, В. В. Пасічник, Ю. М. Щербина. - вид. 2-ге, випр. та доп. - Львів: Магнолія-2006, 2013. - 279 с.

Соколов А. В. Информационний подход к документальной коммуникациии: Учеб. пособие. -- Л., 1988. -- 85 с.

Федоров Б.Ф., Л.М. Цибулькин. Голография. 1989 год. 71 с

Размещено на Allbest.ru