Écoutez Jason Arthur Sapan parler de l’histoire de l’holographie sur GIZMODO.
Pour bien comprendre l’histoire de l’holographie, vous devez avoir une idée de base de ce qu’est un hologramme. La lumière est une onde électromagnétique. L’holographie utilise la nature ondulatoire de la lumière. Contrairement à une photographie normale qui utilise un objectif pour focaliser une image sur une puce électronique ou un morceau de film et enregistre simplement là où il y a de la lumière ou pas de lumière, l’holographie est une technique photographique qui enregistre la forme qu’une onde lumineuse prend après qu’elle rebondit sur un objet, tout comme l’impression que vous verriez si une touche était enfoncée dans de l’argile. Il utilise des ondes lumineuses interférentes pour capturer des images qui peuvent être entièrement tridimensionnelles. Lorsque les vagues de lumière se rencontrent, elles interfèrent de la même manière que les vagues d’eau interfèrent pour créer le genre de motifs que vous voyez lorsque vous jetez des roches dans un étang. Ce sont les informations de ce type de motif d’onde qui sont utilisées pour fabriquer des hologrammes.
Ce n’est qu’avec l’invention du LASER que les vrais hologrammes tridimensionnels tels que vous le voyez aujourd’hui sont devenus une réalité pratique. Un laser crée des ondes lumineuses pures qui marchent en phase comme une fanfare. Ces ondes sont dites cohérentes. Une lumière cohérente permet d’enregistrer les motifs d’interférence des ondes lumineuses de l’holographie. Albert Einstein a d’abord théorisé le processus qui rend possible les lasers appelé « Émission stimulée » en 1917. L’idée du laser a été publiée pour la première fois en 1958 par Arthur Shawlow et Charles Townes qui travaillaient aux laboratoires Bell à Murray Hill, dans le New Jersey. Theodore Maiman a construit le premier laser rubis fonctionnel en 1960 alors qu’il travaillait aux laboratoires de recherche Hughes à Mailbu, en Californie. Cela a été suivi de près par Ali Javan qui a inventé le premier laser à gaz, le laser Hélium-Néon en décembre 1960 aux laboratoires Bell. En 1963, Robert Hall a inventé le laser à injection de semi-conducteurs, connu aujourd’hui sous le nom de diodes laser, alors qu’il travaillait pour les laboratoires General Electric à Schenectady, dans l’État de New York. Cependant, en 1977, l’Office des brevets des États-Unis a attribué le brevet de base du laser à Gordon Gould, étudiant au doctorat à l’Université Columbia sous la direction de Charles Townes, sur la base de son idée de 1957. Il n’a pas demandé de brevet avant 1959 sur de mauvais conseils juridiques, mais après 20 ans de procès, il a finalement prévalu. Il a été la première personne à monnayer le mot LASER, qui signifie Amplification de la lumière par Émission Stimulée de Rayonnement.
L’holographie a vu le jour bien avant l’invention du laser. En 1886, en France, Gabriel Lippmann a développé une théorie de l’utilisation de l’interférence des ondes lumineuses pour capturer la couleur en photographie. Il a enduit le mercure sur la face arrière des plaques photographiques en verre pour agir comme un miroir et faire rebondir les ondes lumineuses à travers l’émulsion et créer des interférences d’ondes. En 1891, il a présenté cette théorie avec quelques exemples primitifs de ses photographies couleur d’interférence à l’Académie des sciences. Il a pu présenter à l’Académie des photographies en couleurs parfaites réalisées par les frères Lumière en 1893. C’est en 1894 qu’il publie sa théorie complète. Lippmann a remporté un prix Nobel de physique en 1908 sur la base de ce travail. Alors qu’il était chef du Département de physique à la Sorbonne, Lippmann était le conseiller de thèse d’une Polonaise du nom de Maria Sklodowska, ce qui lui permettait d’utiliser son laboratoire pour ses travaux. Il fut tellement impressionné qu’il lui présenta l’un de ses meilleurs élèves, Pierre Curie, qu’elle épousa plus tard. Marie Curie est devenue la première femme à remporter le Prix Nobel de Physique en 1903 avec son mari et professeur Antoine Henri Becquerel seulement deux ans après la création de la Fondation Nobel, pour leurs recherches conjointes sur les phénomènes de radiation, et plus tard en 1911, elle a remporté le Prix Nobel de chimie pour sa découverte du radium et du polonium.
Comme Einstein qui faisait parfois mal à l’école et Edison, qui était considéré comme addle dirigé par son professeur et retiré de l’école, Lippmann n’avait pas été un élève exceptionnel. Il avait négligé des travaux qui ne l’intéressaient pas. En fait, il a échoué à l’examen qui l’aurait qualifié d’enseignant.
Les photographies couleur d’interférence d’onde de Lippmann étaient les prédécesseurs des hologrammes. Il n’y avait pas de matrices de couleur. Les couleurs étaient le résultat de la diffraction de la lumière dans ses couleurs primaires. Pour voir les images, vous devez tenir le film juste à l’angle droit par rapport à la lumière, de la même manière que les hologrammes.
En 1915, à l’âge de 15 ans, Dennis Gabor, un Hongrois, s’intéresse à la physique après avoir étudié les travaux de Gabriel Lippmann. Comme Lippmann, Gabor était juif. En 1933, avec l’arrivée au pouvoir d’Hitler, Gabor doit fuir en Angleterre pour échapper à la persécution religieuse des nazis. Une fois en Angleterre, il a travaillé aux Laboratoires de recherche britanniques Thompson-Houston dans le rugby. Tout en essayant d’améliorer le pouvoir de résolution du microscope électronique pour le rendre capable de voir des atomes uniques, il est tombé par hasard sur sa théorie de la reconstruction du front d’onde. Il l’a nommé holographie en se basant sur les mots grecs holos pour tout et graphe pour message. En 1971, Gabor a reçu le prix Nobel de physique pour sa théorie de l’holographie.
Dans l’ex-Union soviétique, Yuri Denisyuk avait lu la description de la photographie d’interférence de Lippmann et s’était rendu compte qu’elle pouvait être utilisée pour enregistrer des images en trois dimensions. Il a commencé ses expériences en 1958 en utilisant un tube à décharge de mercure hautement filtré comme source de lumière, car le laser n’existait pas encore. Il a publié son travail en 1962 et a reçu des critiques cinglantes en Union soviétique. Mais ce sont les premiers hologrammes à réflexion tridimensionnelle. Denisyuk ne connaissait pas le travail de Gabor. Dans nos conversations, Denisyuk m’a dit que ses supérieurs le tenaient en très faible estime et ne croyaient pas en son travail en holographie. Les choses ont changé pour lui lorsqu’une délégation de scientifiques américains en visite a demandé à le rencontrer. Après avoir vu que son travail était apprécié en Occident, sa fortune augmenta de façon spectaculaire, et on lui donna un nouveau laboratoire et, par la suite, il fut tenu en haute estime.
Emmett Leith, alors qu’il travaillait sur un projet de recherche radar top secret en 1958, réinvente indépendamment l’holographie, n’ayant jamais entendu parler de Gabor. Son travail n’a été publié qu’en 1961. Avec l’invention du laser Hélium-néon, lui et son assistant Juris Upatniks ont présenté leurs travaux en holographie de transmission laser tridimensionnelle au public. Ils ne connaissaient pas le travail de Denisyuk.