У Політехнічному музеї в Москві у відділі голографії завжди багато цікавих. Включають лампи підсвічування, і несподівано з плоских пластин, що висять на стінах, «виходять назовні» старовинні кубки, статуетки, зброя. Зовні вони нічим не відрізняються від справжніх. Їх можна оглянути з різних сторін, вони об'ємні.
Важко уявити, що ці зображення містяться в емульсії фотопластинок. Якщо розглядати голограму через мікроскоп, то буде видно структуру з темних і світлих ділянок, і тільки. Проте, висвітлюючи таку пластинку, ми повністю відновлюємо фронт світлової хвилі, відбитої колись предметом.
Головне при отриманні голограми - монохроматичний і когерентний лазерний промінь. Фотопластинка висвітлюється опорним лазерним променем і одночасно світлом, відбитим від предмета. Виникає в площині пластинки інтерференційна картина. У ній міститься вся інформація про відбитої світлової хвилі. Якщо тепер проявити платівку і висвітлити лазерним променем опорного пучка, то хвильовий фронт відновиться завдяки дифракції лазерного пучка на голограмі.
Інтерференційна картина в великому обсязі простору можлива тільки при висвітленні предмета когерентними пучками. Тому голографія почала розвиватися з появою в 1960-х рр. джерел світла високої когерентності - лазерів. У 1948 р коли англійський учений Д. Габор запропонував голографічний метод отримання зображень, про нього знали лише деякі фахівці. Нині голографія - одна з найважливіших областей оптики.
Існують різні способи отримання голограм. Один з найцікавіших - спосіб, запропонований радянським вченим Ю. М. Денисюк. Запис голограми ведеться на фотопластинку з товстим шаром емульсії, таким, що його товщина набагато більше довжини світлової хвилі. Інтерференційна картина предметного і опорного пучків виникає в товщі емульсії. У Політехнічному музеї представлені саме такі голограми. Вони відтворюють зображення предмета при освітленні звичайним освітлювачем або сонячним світлом. Структура такої голограми сама «вибирає» промені, потрібні для відновлення хвильового фронту.
Голограми потрібні не тільки для відтворення образів предметів. Вони допомагають записувати величезну кількість інформації, їх застосовують для виправлення аберацій (похибок зображення) оптичних систем, для контролю за вібраціями машин.
Теоретичний розрахунок дає залежність: на одиниці площі голограми реєструється N = 1 / Я, 2 незалежних відомостей про предмет. Таким чином, на 1 см 2 голограми, отриманої за допомогою випромінювань гелій-неонового лазера (X - 0,632 мкм), припадає 250 млн. Незалежних відомостей. Велике число відомостей, що містяться в голограмі, проявляється в складності її структури. Людина сприймає сильно збільшений ділянку голограми як хаотичний набір цяток з різним ступенем почорніння. Таке враження пояснюється нездатністю зору витягти з голограми цілком закономірно закладені в ній відомості про предмет.
Відновлення голографічного зображення - це перетворення відомостей з однієї форми в іншу, більш зручну для сприйняття людиною або для введення їх в ЕОМ. Час відновлення голограми дуже мало (до Ю-10 с). Отже, голографія дозволяє записувати, зберігати і дуже швидко перетворювати величезну кількість даних.
Ці особливості голографії використовують для вирішення багатьох технічних і наукових проблем. Так, голографічна інтерферометрія дала можливість інтерференційними методами досліджувати об'єкти, дифузно розсіюють світло, наприклад покриті корозією металеві конструкції, бетонні балки, покришки автомобілів і т. П. Якщо потрібно вивчити деформації такого об'єкта, за допомогою голограми відновлюють його тривимірне зображення і поєднують з самим об'єктом . При цьому об'єкт і голограма висвітлені точно так же, як і під час отримання голограми. Тепер світло зображення і світло, відбите предметом, интерферируют, так як вони когерентні. Якщо об'єкт трохи змінив свою форму, то спостерігається різниця ходу між променями голографічного зображення і відбитими об'єктом. В результаті виникають інтерференційні смуги, що характеризують зміна форми об'єкта. Існує й інша можливість спостереження голографічного інтерференції. На фотопластинку послідовно «записують» дві голограми предмета в двох його різних станах. При просвічуванні «подвійний» голограми відновлені хвилі зображень интерферируют, і на поверхні предмета виникає, як і в першому випадку, картина, що характеризує зміну його стану.
Когерентні звукові хвилі відомі давно, і ультразвуком можна «висвітлювати» дуже великі об'єкти. Принципи отримання звукової та оптичної голограм одні і ті ж, тільки замість змін інтенсивності світла вчені мають справу зі зміною тиску. Звукові хвилі без праці проникають в непрозорі для світла предмети. Акустична голографія в перспективі може знайти застосування в медицині, геофізики, металургії. Лікар за допомогою такої голограми зможе оглянути внутрішні органи людини, а геофізик - заглянути в надра Землі.