ホログラフィー

ロシアの国家規格GOST R 59321.1-2021によると、ホログラフィーは波面の記録と再構成の方法に基づいて3つの主要な分野に分けられます。^{[ 19 ]}

• アナログホログラフィー– ホログラムは感光性材料（写真乾板、フォトポリマーなど）に記録され、現像されたホログラムに参照光を照射することで光学的に再構成される。^{[ 20 ]}
• デジタルホログラフィーでは、干渉パターンを電子センサー（CCDまたはCMOSカメラ）で捉え、回折プロセスをモデル化するアルゴリズムを使用して波面を数値的に再構成します。^{[ 21 ]}
• コンピュータホログラフィー（またはコンピュータ生成ホログラフィー） – ホログラフィック干渉パターンは、物理的な記録ステップなしにコンピュータによって合成されます。結果として得られる干渉縞パターンは、印刷したり、空間光変調器に表示したりして、目的の波面を再構成することができます。^{[ 21 ]}

レーザーホログラフィーでは、同位相のレーザー光源を用いてホログラムを記録します。様々な構成が用いられ、複数の種類のホログラムを作成できますが、いずれも異なる方向から入射する光の相互作用によって微細な干渉パターンが生成され、それをプレート、フィルム、またはその他の媒体に写真的に記録するという原理に基づいています。

一般的な構成では、レーザー光は物体光と参照光の2つに分割されます。物体光はレンズを通して拡大され、被写体を照射するために使用されます。記録媒体は、被写体によって反射または散乱された光が当たる場所に配置されます。記録媒体の端は最終的に被写体を見るための窓として機能するため、その位置はそれを考慮して選択されます。参照光は拡大され、媒体に直接照射されます。そこで参照光は被写体からの光と相互作用し、目的の干渉パターンを生成します。

従来の写真と同様に、ホログラフィーも記録媒体に正しく影響を与えるためには適切な露光時間が必要です。しかし、従来の写真とは異なり、露光中は光源、光学素子、記録媒体、被写体のすべてが、光の波長の約4分の1以内の相対的な位置関係で静止していなければなりません。そうでなければ、干渉縞がぼやけてホログラムが台無しになってしまいます。生体や不安定な材料の場合、これは非常に強力で極めて短いレーザー光パルスを使用した場合にのみ可能となりますが、これは危険な手順であり、科学・産業研究所以外ではほとんど行われません。一般的には、出力の低い連続発振レーザーを用いて、数秒から数分間の露光を行うのが一般的です。

ホログラムは、光線の一部を記録媒体に直接照射し、残りの部分を物体に照射して散乱光の一部が記録媒体に当たるようにすることで作成できます。ホログラムを記録するためのより柔軟な構成では、レーザー光線をさまざまな方法で変化させる一連の要素を通して照射する必要があります。最初の要素はビームスプリッターで、光線を2つの同一の光線に分割し、それぞれ異なる方向に照射します。

• （「照明光」または「物体光」と呼ばれる）1本の光線はレンズによって拡散され、鏡によって被写体に照射される。被写体から散乱（反射）された光の一部は、記録媒体に照射される。
• 2番目の光線（「参照光線」と呼ばれる）もレンズを用いて拡散されるが、被写体に接触しないように方向が調整され、記録媒体に直接照射される。

記録媒体としては、いくつかの異なる材料を用いることができる。最も一般的なものの一つは、写真フィルム（ハロゲン化銀写真乳剤）によく似たフィルムであるが、光反応粒子がはるかに小さい（好ましくは直径20nm未満）ため、ホログラムに必要な高解像度 を実現できる。この記録媒体（例えばハロゲン化銀）の層は、一般的にはガラスであるが、プラスチックの場合もある透明な基板に接着される。

2本のレーザー光線が記録媒体に到達すると、それぞれの光波が交差して干渉し合います。記録媒体に記録されるのは、この干渉パターンです。このパターン自体は一見ランダムに見えますが、これはシーンの光が元の光源とどのように干渉したかを表しているだけで、元の光源そのものを表しているわけではありません。干渉パターンはシーンの符号化されたバージョンと考えることができ、その内容を読み取るには、特定の鍵、つまり元の光源が必要となります。

この欠落していた鍵は、ホログラムの記録に使用したレーザーと同じレーザー光を現像済みのフィルムに照射することで後から得られます。このレーザー光がホログラムを照らすと、ホログラムの表面パターンによって回折されます。これにより、元のシーンによって生成され、ホログラム上に散乱された光場と同一の光場が生成されます。

ホログラフィーは、通常の写真撮影との違いを考察することで、よりよく理解できるだろう。

• ホログラムは、写真のように一方向からではなく、様々な方向に散乱した元のシーンから発せられた光に関する情報を記録したものです。これにより、まるでそのシーンが今も存在しているかのように、様々な角度からシーンを見ることができます。
• 写真は通常の光源（太陽光や電灯）で記録できるが、ホログラムを記録するにはレーザーが必要である。
• 写真では画像を記録するためにレンズが必要であるのに対し、ホログラフィーでは物体からの光が記録媒体に直接散乱される。
• ホログラフィック記録には、記録媒体に照射する2つ目の光線（参照光線）が必要となる。
• 写真は幅広い照明条件下で見ることができるが、ホログラムは非常に特殊な照明条件下でしか見ることができない。
• 写真を半分に切ると、それぞれの断片にはシーンの半分しか写りません。一方、ホログラムを半分に切っても、それぞれの断片にはシーン全体が写っています。これは、写真の各点がシーン内の一点から散乱した光のみを表しているのに対し、ホログラムの各点にはシーン内のあらゆる点から散乱した光に関する情報が含まれているためです。これは、家の外の通りを大きな窓から眺め、次に小さな窓から眺める様子に例えることができます。小さな窓からも同じものを見ることができますが（頭を動かして角度を変えることで）、大きな窓からは一度に多くのものを見ることができます。
• 写真による立体視は、二次元表現でありながら三次元効果を生み出すことができますが、それは一点からの視点に限られます。一方、ホログラムは、再現された視野範囲に、元のシーンに存在していた多くの奥行き知覚の手がかりを追加します。これらの手がかりは人間の脳によって認識され、元のシーンを見たときと同じように、三次元画像の知覚へと変換されます。
• 写真は、元のシーンの光場を明確に描き出している。一方、現像されたホログラムの表面は、非常に細かく、一見ランダムな模様で構成されており、記録されたシーンとは何の関係もないように見える。

回折格子とは、繰り返しパターンを持つ構造のことです。簡単な例としては、一定間隔でスリットが切られた金属板が挙げられます。回折格子に入射した光波は複数の波に分割され、これらの回折波の方向は、格子の間隔と光の波長によって決まります。

単純なホログラムは、同一光源からの2つの平面波をホログラフィック記録媒体上に重ね合わせることで作成できる。2つの波は干渉し合い、媒体全体にわたって強度が正弦波状に変化する直線状の干渉縞パターンを形成する。干渉縞の間隔は、2つの波の間の角度と光の波長によって決まる。

記録された光パターンは回折格子である。この回折格子を生成するために使用された波のうちの1つだけを照射すると、回折波の1つが、もう1つの波が最初に入射した角度と同じ角度で現れることが示され、つまり、もう1つの波が「再構成」されたことになる。したがって、記録された光パターンは、上述のように定義されたホログラフィック記録である。

記録媒体に点光源と垂直入射平面波を照射すると、結果として正弦波状のゾーンプレートが形成され、これは点光源と記録面との距離に等しい焦点距離を持つ負のフレネルレンズとして機能します。

平面波面が負レンズを照射すると、レンズの焦点から発散するように見える波へと拡大されます。そのため、記録されたパターンに元の平面波を照射すると、光の一部が回折して元の球面波に相当する発散ビームとなり、点光源のホログラフィック記録が作成されます。

平面波が記録時に法線方向とは異なる角度で入射した場合、形成されるパターンはより複雑になるが、元の角度で照射すれば依然として負のレンズとして機能する。

複雑な物体のホログラムを記録するには、まずレーザー光を2つの光線に分割します。一方の光線が物体を照射し、物体は散乱した光を記録媒体に照射します。回折理論によれば、物体内の各点は点光源として作用するため、記録媒体は、媒体から様々な距離にある複数の点光源によって照射されていると考えることができます。

第２の（参照）ビームは記録媒体を直接照射します。各点光源波は参照ビームと干渉し、記録媒体内にそれぞれ独自の正弦波状のゾーンプレートを生成します。結果として得られるパターンは、これらの「ゾーンプレート」の総和であり、それらが組み合わさって、上の写真のようなランダムな（スペックル）パターンを形成します。

ホログラムに元の参照光が照射されると、各ゾーンプレートはそれぞれ、その光を生成した物体波を再構成し、これらの個々の波面が組み合わされて物体光全体が再構成されます。観察者は、物体から記録媒体に散乱された波面と同一の波面を認識するため、物体が取り除かれていても、あたかも物体がまだその場にあるかのように見えます。

デジタルホログラフィーでは、従来の感光材料の代わりに、 CCDやCMOSカメラなどの電子センサーが使用され、物体波と参照波の干渉パターンがデジタル画像として記録されます。^{[ 21 ]}次に、スカラー回折理論を使用して光の伝搬をシミュレートすることにより、複雑な波面（振幅と位相）が数値的に再構成されます。たとえば、フレネル変換、角スペクトル法、または畳み込みアプローチが使用されます。これにより、単一の露光で光学場全体を捉え、後から画像をデジタル的に再焦点化することが可能になります。これは、従来のアナログホログラフィーにはない機能です。

記録されたホログラムから位相と振幅を抽出するためのアルゴリズムは数多く存在する。最も広く用いられているフーリエ変換法は、オフアクシスホログラムの空間周波数スペクトルのサイドローブの1つを分離することで機能し、信号の一部を破棄する代わりに、単一フレームからのリアルタイム取得を可能にする。^{[ 22 ] [ 23 ]}一方、複素波復元のための局所最小二乗アルゴリズム群は、再構成を逆問題として扱い、参照波またはノイズに関する事前情報を組み込むことで完全な複素振幅を復元し、多くの場合、優れた忠実度とコントラストを実現する。^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

波面に関する情報は、位相回復技術を適用することで、別の参照ビームを使用せずに測定することもできます。位相回復技術では、異なる平面で記録された一連の強度測定から位相が回復されます。2014年に行われたホログラフィック位相回復法と反復位相回復法の実験的比較では、ホログラフィック法は境界アーティファクトのない高コントラストを提供し、反復法はエッジ回折アーティファクトを犠牲にして正規化平均二乗誤差が低いことがわかりました。^{[ 27 ]}

コンピュータ生成ホログラフィー（CGH）は、物理的な物体や参照ビームを必要とせずに干渉パターンを数値的に合成する技術です。仮想物体の複素場は数学的に計算され、結果として得られる干渉縞パターンは透明フィルム、空間光変調器（SLM）に出力されるか、リソグラフィーによって作製されます。^{[ 21 ]}照明を当てると、CGHは目的の波面を再構成し、合成物体の3次元画像を生成します。CGHは、ビーム整形、光ピンセット、3次元ディスプレイ、適応光学などで広く使用されています。

コンピュータ生成ホログラムは、2つの波面をデジタル的にモデリングして組み合わせ、干渉パターン画像を生成することによって作成されます。この画像はマスクまたはフィルムに印刷され、適切な光源で照射することで、目的の波面を再構成できます。^{[ 4 ]}あるいは、干渉パターン画像を動的ホログラフィックディスプレイに直接表示することもできます。^{[ 28 ]}

初期の頃から、アーティストたちはホログラフィーを表現媒体としての可能性に着目し、作品制作のために科学研究所へのアクセスを獲得した。ホログラフィックアートは、科学者とアーティストのコラボレーションによって生まれることが多いが、ホログラファーの中には、自身をアーティストと科学者の両方の立場にあると考える者もいる。

サルバドール・ダリは、ホログラフィーを芸術的に用いた最初の人物だと主張した。確かに彼は、そうした最初の、そして最も有名なシュルレアリストであったが、1972年のニューヨークでのダリのホログラム展に先立ち、 1968年にミシガン州のクランブルック美術アカデミーで、また1970年にはニューヨークのフィンチ・カレッジ・ギャラリーでホログラフィック・アート展が開催され、全国的なメディアの注目を集めた。^{[ 29 ]}イギリスでは、マーガレット・ベニヨンが1960年代後半にホログラフィーを芸術媒体として使い始め、1969年にノッティンガム大学美術館で個展を開催した。^{[ 30 ]}これに続いて、1970年にはロンドンのリッソン・ギャラリーで個展が開催され、「ロンドン初のホログラムと立体絵画の博覧会」と銘打たれた。^{[ 31 ]}

1970年代には、ホログラフィーに対する独自のアプローチを持つアートスタジオや学校が数多く設立されました。特に、ロイド・クロスによって設立されたサンフランシスコ・ホログラフィー・スクール、ローズマリー（ポージー）・H・ジャクソンによって設立されたニューヨークのホログラフィー博物館、ロンドンのロイヤル・カレッジ・オブ・アート、そしてトン・ジョンによって組織されたレイクフォレスト・カレッジ・シンポジウムなどがありました。^{[ 32 ]}これらのスタジオはどれも現在では存在しませんが、ニューヨークのホログラフィック・アーツ・センター^{[ 33 ]}やソウルのホロセンターがあり、アーティストに作品の制作と展示の場を提供しています。

1980年代には、ホログラフィーを用いた多くのアーティストが、このいわゆる「新しいメディア」の美術界への普及に貢献しました。例えば、アメリカのハリエット・キャスディン＝シルバー、ドイツのディーター・ユング、ブラジルのモイセス・バウムシュタインなどが挙げられます。彼らはそれぞれ、彫刻やオブジェの単純なホログラフィック複製を避け、三次元作品に用いる適切な「言語」を模索していました。例えば、ブラジルでは、多くの具体詩人（アウグスト・デ・カンポス、デシオ・ピニャタリ、フリオ・プラザ、そしてモイセス・バウムシュタインと関係の深いホセ・ワグネル・ガルシアなど）が、ホログラフィーを通して自己表現の方法を見つけ、具体詩を刷新しました。

少数ながら活発なアーティストのグループが、今でもホログラフィック要素を作品に取り入れている。^{[ 34 ]}中には斬新なホログラフィック技術に取り組んでいる者もいる。例えば、アーティストのマット・ブランド^{[ 35 ]}は、鏡面ホログラフィーによる画像の歪みを解消するために、計算によるミラー設計を採用した。

MIT博物館^{[ 36 ]}とジョナサン・ロス^{[ 37 ]}はどちらもホログラフィーの膨大なコレクションとアートホログラムのオンラインカタログを所蔵している。

Holographic data storage is a technique that can store information at high density inside crystals or photopolymers. The ability to store large amounts of information in some kind of medium is of great importance, as many electronic products incorporate storage devices. As current storage techniques such as Blu-ray Disc reach the limit of possible data density (due to the diffraction-limited size of the writing beams), holographic storage has the potential to become the next generation of popular storage media. The advantage of this type of data storage is that the volume of the recording media is used instead of just the surface. Currently available SLMs can produce about 1000 different images a second at 1024×1024-bit resolution which would result in about one-gigabit-per-second writing speed.^[38]

In 2005, companies such as Optware and Maxell produced a 120 mm disc that uses a holographic layer to store data to a potential 3.9 TB, a format called Holographic Versatile Disc. As of September 2014, no commercial product has been released.

Another company, InPhase Technologies, was developing a competing format, but went bankrupt in 2011 and all its assets were sold to Akonia Holographics, LLC.

While many holographic data storage models have used "page-based" storage, where each recorded hologram holds a large amount of data, more recent research into using submicrometre-sized "microholograms" has resulted in several potential 3D optical data storage solutions. While this approach to data storage can not attain the high data rates of page-based storage, the tolerances, technological hurdles, and cost of producing a commercial product are significantly lower.

In static holography, recording, developing and reconstructing occur sequentially, and a permanent hologram is produced.

There also exist holographic materials that do not need the developing process and can record a hologram in a very short time. This allows one to use holography to perform some simple operations in an all-optical way. Examples of applications of such real-time holograms include phase-conjugate mirrors ("time-reversal" of light), optical cache memories, image processing (pattern recognition of time-varying images), and optical computing.

処理される情報量は非常に多く（テラビット/秒）、これは演算が画像全体に対して並列に実行されるためです。これは、マイクロ秒オーダーの記録時間が電子コンピュータの処理時間に比べて依然として非常に長いという事実を補います。動的ホログラムによって実行される光学的処理は、電子的処理に比べて柔軟性がはるかに低いです。一方では、演算は常に画像全体に対して実行されなければならず、他方では、ホログラムが実行できる演算は基本的に乗算または位相共役のいずれかです。光学では、加算とフーリエ変換は線形材料ですでに容易に実行でき、後者は単にレンズによって実行できます。これにより、光学的に画像を比較するデバイスなどのいくつかのアプリケーションが可能になります。^{[ 39 ]}

動的ホログラフィーのための新しい非線形光学材料の探索は、活発な研究分野である。最も一般的な材料は光屈折結晶であるが、半導体や半導体ヘテロ構造（量子井戸など）、原子蒸気やガス、プラズマ、さらには液体においてもホログラムを生成することが可能である。

特に有望な応用例の一つが、光位相共役です。これは、光ビームが収差のある媒質を通過する際に受ける波面歪みを、位相を共役させた状態で同じ収差のある媒質に再び通過させることで除去する技術です。例えば、自由空間光通信において、大気乱流（星の瞬きを引き起こす現象）を補償する際に役立ちます。

ホログラフィーの黎明期以来、多くのホログラファーがその用途を探求し、一般の人々に披露してきた。

1971年、ロイド・クロスはサンフランシスコ・ホログラフィー・スクールを開設し、小型（通常5mW  ）のヘリウムネオンレーザーと安価な自作装置のみを使用してホログラムを作成する方法をアマチュアに教えた。ホログラフィーには、関連するすべての要素を所定の位置に固定し、干渉縞をぼかしてホログラムを台無しにする可能性のある振動を抑制するために、非常に高価な金属製の光学テーブルが必要であると考えられていた。クロスが考案した自作の代替案は、合板の土台の上にコンクリートブロックの擁壁を置き、古いタイヤを積み重ねて地面の振動から隔離し、埃を取り除いて洗浄した砂で満たした砂箱だった。レーザーはコンクリートブロックの壁の上にしっかりと取り付けられた。レーザービームの方向、分割、拡大に必要なミラーと単純なレンズは、短いPVCパイプに取り付けられ、目的の場所に砂の中に差し込まれた。被写体と写真乾板ホルダーも同様に砂箱の中に支えられた。ホログラファーは部屋の照明を消し、小型のリレー制御シャッターを使ってレーザー光線を光源付近で遮断し、暗闇の中でプレートをホルダーにセットし、部屋を出て、すべてが落ち着くまで数分間待ってから、レーザーシャッターを遠隔操作して露光を行った。

1979年、ジェイソン・サパンはニューヨーク市にホログラフィック・スタジオを開設した。それ以来、同スタジオは多くのアーティストや企業のために数多くのホログラムの制作に携わってきた。^{[ 40 ]}サパンは「ニューヨーク最後のプロのホログラファー」と評されている。

これらのホログラファーの多くは、後に芸術的なホログラムを制作するようになった。1983年、サンフランシスコ・ホログラフィー・スクールの共同創設者であり、著名なホログラフィック・アーティストでもあるフレッド・ウンターゼーハーは、家庭でホログラムを作成するための読みやすいガイドブックである『ホログラフィー・ハンドブック』を出版した。これにより、新たなホログラファーの波が押し寄せ、当時入手可能だったAGFA社製のハロゲン化銀記録材料を簡単に使用できる方法が示された。

2000年、フランク・デフレイタスは『シューボックス・ホログラフィー・ブック』を出版し、安価なレーザーポインターの使用を無数の愛好家に紹介した。長年、半導体レーザーダイオードの特定の特性により、ホログラムの作成にはほとんど役に立たないと考えられていたが、実際に実験してみると、これは誤りであるだけでなく、一部のダイオードは従来のヘリウムネオンガスレーザーよりもはるかに長いコヒーレンス長を提供することが判明した。これはアマチュアにとって非常に重要な進展だった。なぜなら、赤色レーザーダイオードの価格は、1980年代初頭には数百ドルだったが、 1980年代半ば以降、 CDプレーヤー、あるいは後にDVDプレーヤーから取り外された部品として大量市場に出回るようになってから約5ドルにまで下がったからである。現在、世界中に何千人ものアマチュアホログラファーがいる。

2000年後半までに、安価なレーザーポインターダイオードを備えたホログラフィーキットが一般消費者市場に登場しました。これらのキットにより、学生、教師、および趣味家は特殊な機器なしでさまざまな種類のホログラムを作成できるようになり、2005年までに人気のギフトアイテムとなりました。^{[ 41 ]} 2003年に自己現像プレートを備えたホログラフィーキットが導入されたことで、趣味家は湿式化学処理の手間をかけずにホログラムを作成できるようになりました。^{[ 42 ]}

2006年に、ホログラフィー品質の緑色レーザー（Coherent C315）の余剰品が大量に出回り、二クロム酸ゼラチン（DCG）ホログラフィーがアマチュアホログラファーの手の届くものとなった。ホログラフィーコミュニティは、DCGの緑色光に対する驚くべき感度に驚いた。この感度は役に立たないほどわずかか、あるいは存在しないと想定されていた。ジェフ・ブライスは、これらの新しいレーザーに対する速度と感度を高めるために、DCGのG307配合で対応した。^{[ 43 ]}

ホログラフィー品質の銀塩プレートとフィルムのかつての主要サプライヤーであるコダックとアグファは、もはや市場に参入していません。他のメーカーがその空白を埋めるのに役立っていますが、多くのアマチュアが現在、独自の材料を製造しています。好まれる配合は、二クロム酸ゼラチン、メチレンブルー感光二クロム酸ゼラチン、および拡散法による銀塩製剤です。ジェフ・ブライスは、小さな実験室やガレージでこれらを製造するための非常に正確な方法を発表しました。^{[ 44 ]}

少数のアマチュアグループは、生きている人物やその他の不安定な物体や動いている物体のホログラムを作成するために、独自のパルスレーザーを製作している。^{[ 45 ]}

ホログラフィック干渉法（HI）は、光学的に粗い表面を持つ物体の静的および動的な変位を光学干渉法の精度（すなわち、光の波長の数分の1まで）で測定できる技術です。^{[ 46 ] [ 47 ]}また、透明媒体中の光路長の変化を検出するためにも使用でき、例えば、流体の流れを可視化して分析することができます。さらに、表面の形状を表す等高線や、放射線量測定における等線量領域を生成するためにも使用できます。^{[ 48 ]}

これは、工学構造物における応力、ひずみ、振動を測定するために広く用いられてきた。

ホログラムは、場の振幅と位相に関する情報を保持します。複数のホログラムは、さまざまな方向に放出された同じ光の分布に関する情報を保持することができます。このようなホログラムの数値解析により、大きな開口数をエミュレートすることができ、それによって光学顕微鏡の解像度を向上させることができます。対応する技術は干渉顕微鏡と呼ばれます。干渉顕微鏡の最近の成果により、解像度の1/4波長限界に近づくことができます。^{[ 49 ]}

ホログラムは、特定の分子と相互作用して干渉縞の周期性または屈折率を変化させ、その結果、ホログラフィック反射の色を変化させる、改変された材料で作られています。^{[ 50 ] [ 51 ]}

ホログラムは、高価で特殊な高度な技術機器を必要とするマスターホログラムから複製されるため、偽造が困難であり、セキュリティ目的で広く使用されています。ブラジルの20、50、100レアル紙幣、イギリスの5、10、20、50ポンド紙幣、韓国の5000、10,000、50,000ウォン紙幣、日本の5000、10,000円紙幣、インドの50、100、500ルピー紙幣、そして現在流通しているカナダドル、クロアチアクーナ、デンマーククローネ、ユーロのすべての紙幣など、多くの通貨で広く使用されています。また、クレジットカードや銀行カード、パスポート、IDカード、書籍、食品包装、DVD、スポーツ用品などにも使用されています。こうしたホログラムは、日用消費財のパッケージにラミネート加工された粘着テープから、電子製品に貼られたホログラムタグまで、さまざまな形態で存在する。多くの場合、ホログラムには、個人情報を保護し、本物と偽物を区別するために、文字や画像などの要素が含まれている。

ホログラフィック スキャナーは、郵便局、大手運送会社、自動コンベア システムでパッケージの 3 次元サイズを測定するために使用されています。これらは、トラックやパレットなどの特定の容積を自動的に事前梱包できるように、チェック ウェイトーと併用されることがよくあります。エラストマーで作成されたホログラムは、その弾性と圧縮性により、応力-ひずみ レポーターとして使用できます。加えられた圧力と力は、反射波長、したがって色と相関しています。^{[ 52 ]}ホログラフィー技術は、放射線量測定にも効果的に使用できます。^{[ 53 ] [ 54 ]}

ホログラフィック法は眼の光学収差を測定できる。ホログラフィックモード波面センシングと呼ばれる手法では、特定の収差モードに選択的に反応する回折パターンを使用する。結果として得られる回折スポットの強度から、デフォーカス、非点収差、高次収差などの成分を推定できるため、この技術は眼の収差測定や適応光学に適用できる。^{[ 56 ]}

デジタルホログラフィーは、眼球構造の定量的イメージングもサポートしています。低コヒーレンス干渉法と組み合わせると、コヒーレンスゲーティングによって選択された深さから戻ってくる光が分離され、数値再構成によって対応する光学的断面が復元されます。この原理は、摘出された眼球の角膜と虹彩のイメージングに使用されています。^{[ 57 ]}デジタルホログラフィック顕微鏡は、イメージングシステムの一部として角膜と水晶体を使用して、生きた人間の網膜の構造も記録しています。 ^{[ 58 ]}デジタルホログラフィーは位相情報を保持するため、眼球収差も推定して、画像再構成中に計算によって補正することができます。この形式のデジタル適応光学は、別の波面センサーと変形可能な光学素子への依存を減らします。^{[ 59 ]}

コンピュータ生成ホログラフィーは、同じ一般的な原理を逆方向に応用し、目に届けられる波面を整形します。プロトタイプのホログラフィック近眼ディスプレイは、空間光変調器を使用して、視聴者の屈折処方と眼の収差を表示する波面にエンコードし、画像自体が一部の光学的欠陥を補正できるようにします。^{[ 60 ]}他のシステムでは、コンピュータ生成ホログラムと瞳孔追跡を組み合わせて、テスト画像を瞳孔の選択された領域に送ります。ある実験装置は、この方法を使用して、手術前に白内障患者の術後視力をシミュレートしました。^{[ 61 ]}