Физики разработали методику создания голографических изображений на съедобных сахарных пластинках из кукурузного сиропа и ванильного экстракта. Для оптимизации созданной техники ученые исследовали оптические свойства сахарных дифракционных решеток, а также продемонстрировали возможный вид получаемых таким образом голограмм. Потенциально такая технология может быть использована в пищевой промышленности в целом ряде задач: к примеру, как в качестве украшения кондитерских изделий, так и для проверки состава продукта.

Статья опубликована в журнале ACS Nano.

Оптическая голограмма, в отличие от обычной фотографии, хранит в себе информацию не только о цвете и интенсивности регистрируемого света, но и фазах волн, приходящих от интересующего нас объекта. Это возможно благодаря тому, что в ходе записи голограммы на регистрирующую пластинку направляются одновременно две волны света от одного источника: одна (опорная) сразу же попадает на фотопластинку или иной регистрирующий материал, а другая (объектная) предварительно отражается от предмета, который хочется запечатлеть.

В результате интерференции этих двух волн в материале будущей голограммы возникают области максимумов и минимумов интенсивности падающего на нее светового поля, которые превращают фоточувствительную пластинку в замысловатую дифракционную решетку. Если таким образом записать голограмму, а затем посветить на нее опорной волной с теми же характеристиками, что и при записи, то в ходе дифракции при взаимодействии с фотопластинкой эта волна преобразуется в копию искомой объектной волны. То есть на выходе наблюдатель увидит объемное изображение исходного объекта.

Помимо очевидного преимущества голографии в полноте записываемой информации об объекте, у такого метода регистрации изображения есть еще одна особенность: даже маленькая часть голограммы (к примеру, после ее повреждения или раздробления на маленькие части) хранит информацию о всех зарегистрированных объектах. То есть даже частичная утрата голограммы не приводит к потере двумерного изображения, хоть и влечет за собой уменьшение диапазона доступных ракурсов и ухудшение четкости.

Тем не менее, особенно широкого практического применения голограммы пока не сыскали, в первую очередь из-за сложных процессов записи и воспроизведения: в них должен использоваться мощный источник монохроматического света, роль которого обычно играет лазер.

Но физики не отчаиваются и продолжают искать способы технически упростить методы голографии и найти ей применение в повседневной жизни.

Так, у голографии большой потенциал для применения в пищевой области: съедобные голограммы могли бы быть не только приятным украшением и повысить привлекательность разных продуктов питания, но и защитить потребителя от некачественной или поддельной еды. В этом случае, однако, к проблеме технологической сложности записи голограммы добавляются и ограничения на регистрирующий фотоматериал: он должен быть не только съедобным, но и устойчивым к разложению, а также не должен усложнять процесс регистрации светового поля изображаемого объекта.

Теперь же выяснилось, что таким требованиям хорошо соответствуют пластинки из тонкого слоя высушенного раствора кукурузного сиропа с ванильным экстрактом. К такому выводу пришел Бадер АльКаттан (Bader AlQattan) из Бирмингемского университета вместе с коллегами в своем исследовании дифракционных свойств сахарных фотопластинок, облученных лазером по схеме записи Денисюка.