Качественный прорыв произошёл в 1962 году, причём синхронно в двух концах мира. На тот момент, к сожалению, оттепель сошла на нет, контакты между советскими и американскими учёными снова нарушились, набирала обороты холодная война. Поэтому американцы Эмметт Лейт и Юрис Упатниекс и советский физик Юрий Денисюк ничем друг другу не помогли.

Лейт и Упатниекс были сотрудниками Мичиганского университета. Они использовали в качестве источника опорного излучения относительно простой гелий-неоновый лазер – и сразу же добились значительно более качественных результатов, нежели Габор. За счёт своего принципа работы (отдельные атомы в нём излучают синхронно, в одной и той же фазе) лазер снимал сразу несколько проблем.

Во-первых, лазерное излучение было гораздо более интенсивным и имело длину когерентности примерно в тысячу раз больше, чем у ртутной лампы с цветным фильтром. Это сразу же позволило разнести опорный и освещающий пучки, что решило проблему двоения изображения и позволило значительно повысить детализацию.

Во-вторых, благодаря большой длине когерентности появилась возможность получать изображения достаточно крупных объектов, видимые с разных ракурсов, то есть по-настоящему объёмные (трёхмерность видимых только под микроскопом голограмм Габора была номинальной: крошечный объект, очень узкое поле зрения микроскопа – заметить 3D-эффект физически не представлялось возможным). И наконец, лазерное излучение имело значительно большую интенсивность – это позволило использовать мелкозернистую фотоэмульсию и получать большие и более детальные голограммы.

Лейт и Упатниекс опубликовали первые работы по своему методу в 1962 году, а в 1964-м представили миру первые в истории полноценные трёхмерные голограммы, сделанные с помощью лазера. В схеме Лейта – Упатниекса лазерный луч разделяется на опорный и предметный пучки, идущие под углом друг к другу. Первый падает непосредственно на регистрирующую среду (фотопластинку), второй сначала отражается от объекта и лишь затем попадает на фотопластинку с той же стороны, что и опорный пучок. Восстановление изображения происходит при просвечивании фотопластинки лазерным пучком, идентичным опорному.

Голографическая гонка: СССР

Параллельно шла работа в СССР, и вёл её, по сути, один человек – Юрий Николаевич Денисюк. В 1954 году он, молодой 27-летний учёный, поступил на работу в Государственный оптический институт в Ленинграде, а в 1958-м, в какой-то момент наткнувшись на работы Габора, увлёкся голографией. Как и Габор, Денисюк экспериментировал с ртутной лампой (первые опыты он поставил летом 1959 года) и, подобно Габору, не мог добиться с её помощью более или менее приемлемого результата.

Как только в СССР появились первые лазеры, Денисюк тут же поставил с их помощью несколько экспериментов и в 1962 году – одновременно с Лейтом и Упатниексом – опубликовал в журнале «Доклады Академии наук» небольшую, буквально на одну страницу, статью «Об отображении оптических свойств объектов в волновом поле рассеянного им излучения», в которой, впрочем, полностью излагался основной принцип усовершенствования габоровской технологии. В том же году, 1 февраля, он подал заявку на открытие (не на изобретение) и получил авторское свидетельство.

Удивительно то, что Денисюк, сам того не зная, изобрёл совершенно другую схему, нежели американские коллеги. В его схеме лазерный луч делился на опорный и предметный пучки. Опорный пучок от лазера и предметный, отразившийся от объекта съёмки, с противоположных сторон падали на полупрозрачную пластинку с толстым слоем фотоэмульсии – навстречу друг другу.