Eine Fotografie ist die Aufnahme von Licht verschiedener Intensität, das von einem Objekt reflektiert wurde und durch eine Linse abgebildet wird. So entsteht ein zweidimensionales Abbild des Objekts. Ein Hologramm ermöglicht dagegen dessen dreidimensionale Darstellung. Allerdings muss man dafür zusätzlich die Phase der Lichtwellen aufnehmen, in der die räumliche Information steckt. Dazu dient ein Referenzstrahl. Ihn liefert das kohärente Licht eines Lasers, das sich durch gleiche Frequenz, Wellenlänge und Richtung auszeichnet. Mithilfe eines Lichteilers wird der Laserstrahl in zwei Teilstrahlen getrennt. Einer davon dient als Referenzstrahl, der die holografische Platte direkt trifft, während der zweite Strahl auf das Objekt gerichtet ist. Nachdem dieser vom Objekt reflektiert wurde, trifft er ebenfalls auf die Platte, jedoch mit veränderter Frequenz und Intensität. Die beiden Strahlen interferieren auf der Platte: Diese Eigenschaften des Lichts werden in der holografischen Emulsion „eingefroren”. Sie ist eine dünne, lichtempfindliche Schicht der holografischen Platte, die alle Bildinformationen speichert. Später lässt sich das Bild des zweiten Strahls rekonstruieren, indem man einen Strahl auf die Fotoplatte richtet, der dieselben Eigenschaften wie der beim Erzeugen des Hologramms benutzte Referenzstrahl hat.
Anwendung für Hologramme gibt es zum Beispiel in der Medizin, bei der Computertomografie und in der Werbeindustrie. Außerdem werden Verpackungen mit Hologrammen verschönert. Die dreidimensionalen Bilder findet man auch auf Kreditkarten und Ausweisen, die sie vor Fälschungen schützen.
