Tấm hologram trên thẻ ngân hàng nghiêng qua nghiêng lại thì nổi khối, nhưng soi kính lúp vào thì chẳng thấy hình gì. Không có bức ảnh nào được vẽ ở đó — chỉ có một tấm lưới vân sáng tối dày tới mức kính lúp bó tay. Chính độ dày ấy, chứ không phải nguyên lý, đã giam hologram trong ngăn kéo 14 năm:
Hai chùm sáng gặp nhau thì đẻ ra một cái thước
Hologram không ghi ảnh, nó ghi giao thoa. Chùm laser rọi thẳng vào phim gặp chùm phản xạ từ vật: chỗ hai sóng cùng pha thì sáng, ngược pha thì tối — đúng trò khe đôi của Young, chỉ khác là tấm phim phải nhớ trọn vẹn hệ vân chứ không chỉ hứng nó. Khoảng cách hai vân liên tiếp chỉ phụ thuộc bước sóng và góc giữa hai chùm:
d = λ / (2·sin(θ/2))Laser lục 532 nm, hai chùm lệch nhau 90°: d = 376 nm, tức 2 658 vạch mỗi milimét theo đơn vị ngành phim ảnh dùng để đo độ nét. Một vạch nhoè không làm ảnh mờ như ảnh chụp — nó xoá sạch thông tin về pha, thứ duy nhất chứa chiều sâu.
Phim ảnh của bạn dừng ở 100 vạch — và đó là toàn bộ câu chuyện
Phim chụp phổ thông phân giải khoảng 100 vạch/mm, phim điện ảnh 35 mm chừng 60, phim kỹ thuật hạt siêu mịn cố lắm tới 300. So với 2 658 thì thiếu 27 lần, loại tốt nhất vẫn thiếu 9 lần. Kéo slider góc cho tới khi đường cong chui xuống dưới vạch 100: chỉ ở θ dưới 3°.
Thủ phạm là hạt bạc. Hạt halogenua bạc trong phim thường cỡ 0,2–2 µm; một hạt 1 µm nằm vắt qua 2,7 chu kỳ vân, không thể vừa đen vừa trắng nên nó chọn xám — tấm phim ra lò là mảng xám mịn, không còn gì để nhiễu xạ ánh sáng trở lại. Muốn ghi thật, hạt phải nhỏ cỡ một phần mười chu kỳ vân: dưới 38 nm, đúng cỡ hạt của Kodak 649-F thời 1960 và Slavich PFG-01 ngày nay. Giá phải trả rất sòng phẳng: hạt nhỏ thì bắt được ít photon, độ nhạy tụt hàng nghìn lần, phơi sáng vài chục giây thay vì 1/125 giây.
Đường cong còn giấu một con số đẹp: vì sin(θ/2) không vượt quá 1, mật độ vân không bao giờ vượt quá 2/λ — ở đầu tím của quang phổ, 400 nm, trần ấy đúng bằng 5 000 vạch/mm. Rào cản chưa bao giờ là vô hạn; nó chỉ nằm cao hơn phim ảnh đúng một bậc rưỡi thang log.
Cái bàn không được nhúc nhích quá 133 nanomét
Có nhũ tương rồi vẫn chưa xong, vì hệ vân phải đứng yên suốt thời gian phơi. Một chùm đi dài thêm nửa bước sóng là cả hệ vân trượt trọn một chu kỳ, chỗ đang sáng thành tối, cộng lại thì tương phản về không. Quy tắc của nghề: giữ mọi xê dịch tương đối dưới λ/4 = 133 nm, khoảng một phần năm trăm đường kính sợi tóc, liên tục trong mấy chục giây.
Vì thế phòng hologram nào cũng có một cái bàn kỳ quặc: tấm đá granit nặng đặt trên ruột xe bơm hơi, hoặc một thùng cát. Bộ cách ly rung động ấy phải đẩy tần số riêng xuống thật thấp mới ăn thua — dưới ngưỡng đó đệm mềm còn khuếch đại rung lên. Rồi tắt điều hoà, đợi hai chục phút cho bàn lắng mới mở màn chắn: một luồng gió ấm thổi qua giữa hai chùm cũng đủ đổi chiết suất không khí và làm phim thành xám.
Trường hợp biên: kéo góc về 0 rồi về 180
Kéo θ về 1° và khó khăn tan biến: vân giãn ra 30 µm, còn 33 vạch/mm — phim điện ảnh cũng ghi ngon lành. Đó chính là hologram Dennis Gabor làm năm 1948 bằng đèn thuỷ ngân lọc, hai chùm trùng trục, trước khi có laser mười hai năm. Cái giá của góc gần 0: ảnh thật và ảnh ảo chồng lên nhau trên cùng một trục, nhìn cái này thì cái kia loè ra như sương. Leith và Upatnieks gỡ nút năm 1962 bằng động tác đơn giản đến bực mình — tách góc hai chùm ra — rồi lập tức đâm vào bức tường 2 658 vạch/mm, chỉ vượt được vì đã có laser lẫn 649-F.
Đầu kia của slider, θ = 180°, hai chùm đi ngược chiều: d = λ/2 = 266 nm, các mặt vân nằm song song mặt phim thay vì cắt ngang nó — hologram phản xạ của Denisyuk, xem được dưới đèn bàn thường vì chồng mặt vân ấy lọc màu đúng kiểu màng xà phòng. Con số thật còn nghiệt hơn demo vẽ: bên trong lớp nhũ tương chiết suất 1,5 bước sóng co lại, các mặt vân chỉ cách nhau 177 nm — 5 639 mặt mỗi milimét, xếp chồng qua bề dày lớp keo chứ không trải trên mặt. Cùng một công thức, đổi mỗi một góc: đầu này là thứ làm được từ 1948 mà nhìn không ra, đầu kia đẹp nhất nghề và đòi lớp nhũ tương mịn nhất loài người pha nổi.