Si vous transportez de l'argent, un permis de conduire ou des cartes de crédit, vous avez probablement des hologrammes dans votre portefeuille. L'hologramme en forme de colombe sur les cartes Visa est l'un des plus emblématiques : cet oiseau aux couleurs iridescentes semble changer de teinte et bouger lorsque vous inclinez la carte. Contrairement à une image photographique plane, un hologramme offre une représentation véritablement tridimensionnelle, créée par l'interférence de faisceaux laser.
Les hologrammes sont réalisés grâce à des lasers, car leur lumière est cohérente : tous les photons présentent la même fréquence et la même phase. Un faisceau laser est divisé en deux rayons monochromatiques. À l'opposé, la lumière blanche contient un spectre de fréquences variées, qui se décomposent en arc-en-ciel lors de la diffraction.
En photographie classique, la lumière réfléchie par un objet expose un film sensible (comme du bromure d'argent), produisant une image bidimensionnelle. L'holographie, elle, enregistre les motifs d'interférence lumineuse pour recréer une image 3D. Le faisceau laser est scindé : un faisceau de référence frappe directement le film haute résolution, tandis que l'autre (faisceau objet) illumine l'objet. La lumière diffusée par l'objet interfère avec le faisceau de référence sur le film, formant un motif d'interférence qui encode la profondeur et la perspective.
Ce motif capture la distance de chaque point de l'objet, affectant la phase lumineuse. Cependant, l'hologramme ne permet pas de voir derrière l'objet, car il reflète une vue unique selon l'angle du faisceau objet. L'image évolue avec l'angle de vision, mais reste limitée à une perspective.
Le film holographique ressemble à un bruit aléatoire sans éclairage approprié. La reconstruction se produit en l'éclairant avec le même laser utilisé pour l'enregistrement. Une longueur d'onde différente altère l'image. Les hologrammes courants, visibles à la lumière blanche (comme les hologrammes de réflexion volumiques ou arc-en-ciel), subissent un traitement spécial. Pour les hologrammes arc-en-ciel, une fente horizontale préserve la parallaxe horizontale (mouvement de perspective) tout en variant les couleurs verticalement.
En 1971, Dennis Gabor, scientifique hongrois-britannique, reçoit le prix Nobel de physique pour l'invention de l'holographie, initialement destinée à améliorer les microscopes électroniques. L'holographie optique explose avec l'invention du laser en 1960. Populaire en art dès le départ, ses usages pratiques se développent dans les années 1980. Aujourd'hui, elle excelle dans le stockage de données, les communications optiques, l'interférométrie en ingénierie et microscopie, la sécurité (antifalsification) et la numérisation 3D.
