Работы Денниса Габора сыграли определяющую роль в том, как мы видим и обрабатываем свет. Изобретя голографию, Габор позволил разработать множество приложений, которые мы сегодня считаем само собой разумеющимися: связь, хранение данных, медицинская визуализация и даже путешествие ABBA Voyage (в концерте используются компьютерные образы, изображающие четырех участников ABBA в виде аватаров самих себя образца 1979 года. Самые популярные песни ABBA исполняются в течение 90 минут, при этом используется живая музыка группы и перезаписанный вокал участников).
Деннис Габор родился в Будапеште в 1900 году. Старший из трех братьев, он с ранних лет увлекся физикой. Всего в 15 лет он вместе с двумя братьями построил домашнюю лабораторию, чтобы повторить эксперименты, вдохновленные методом цветной фотографии Габриэля Липпманна. Это раннее знакомство с оптикой и светом заложило основу для его будущих работ.
Повзрослев, Габор поступил в Технический университет Берлина (Technische Universität Berlin), специализируясь на областях, сочетающих физику с практическими приложениями. Во время учебы он посещал лекции физиков, в том числе Альберта Эйнштейна и Макса Планка. Его докторская диссертация, посвященная разработке одного из первых высокоскоростных катодно-лучевых осциллографов, привела к созданию первой магнитно-электронной линзы с железной оболочкой.
После учебы Габор поступил в компанию Siemens & Halske AG, где работал в составе команды, разрабатывавшей кварцевые ртутные лампы высокого давления, используемые в уличном освещении. С началом Второй мировой войны он покинул Германию и поселился в Англии, где устроился на работу в британскую компанию Thomson-Houston.
Именно в британской компании Thomson-Houston Габор начал первые эксперименты по голографии. Габор стремился преодолеть ограничения электронной микроскопии и получить полную информацию о световых волнах, включая их амплитуду и фазу. Эта идея легла в основу «реконструкции волнового фронта», техники, которую позже назвали голографией.
В своей работе Габор представлял себе систему, в которой интерференционная картина - комбинация объектных и опорных волн - может быть записана и впоследствии реконструирована. Его подход был двояким:
Запись: Когерентная волна от объекта (объектная волна) в сочетании с опорной волной образует интерференционную картину на фотопластинке.
Габор знал, что «плохое» изображение содержит всю информацию электронных волн и что ее можно использовать для восстановления «хорошего» изображения с помощью световых волн. Эта концепция захвата полной информации привела его к созданию термина «голограмма» от греческих слов «holos» (целый) и «gamma» (сообщение).
В ранних экспериментах Габор использовал ртутную лампу высокого давления. Он столкнулся с проблемой достижения пространственной когерентности, тщательно выравнивая установку вдоль одной оси. Сегодня это известно как поточная голография: сферическая волна, исходящая от точечного источника линейных размеров порядка длины волны, освещает объект, формируя сильно увеличенную дифракционную картину, то есть создает силуэт.
Проблема линейного метода заключалась в том, что он приводил к появлению нежелательного второго изображения. Габор обнаружил, что это можно исправить, используя линзы с сильной сферической аберрацией в электронных линзах, а затем корректируя ее с помощью подходящей оптики для получения четких реконструкций или голограмм.
Благодаря упорству и итерациям Габор в конце концов создал нечеткие, но узнаваемые реконструкции, такие как изображения простых печатных слов. Эти первые успехи, продемонстрированные Лоуренсу Брэггу, доказали жизнеспособность голографии и заложили основу для будущих инноваций после появления лазерной технологии.
Вклад Габора в науку выходит далеко за рамки голографии. В частности, его работы в области электронной оптики, осциллографов и визуализации повлияли на развитие важнейших инструментов в науке и технике.
Например, разработка Габором магнитной электронной линзы с железной оболочкой продемонстрировала точные системы управления электронными пучками. Эта технология стала золотым стандартом для передовых катодно-лучевых трубок и электронных микроскопов, обеспечивая более тонкое разрешение и более эффективное управление электронами в экспериментальных установках. Параллельно Габор работал над схемами синхронизации и высокоскоростными осциллографами, улучшая их способность улавливать быстрые электронные сигналы. Эти усовершенствования сыграли важную роль в развитии систем связи и инструментов анализа данных.
Существует также преобразование Габора - частный случай кратковременного преобразования Фурье. Этот принцип распространяет принципы голографии Габора на обработку сигналов, анализируя изменяющиеся во времени сигналы и объединяя временные и частотные данные. Этот принцип важен для таких приложений, как сжатие звука и радарные системы, и является основополагающей концепцией в современной теории вейвлетов.
В 1971 году Габор получил Нобелевскую премию по физике за изобретение голографии. Среди других его наград - Почетная медаль IEEE, медаль Румфорда и командор ордена Британской империи (CBE). Он умер в 1979 году в возрасте 78 лет в Лондоне, Англия.