Η ολογραφία, ή η τέχνη της δημιουργίας τρισδιάστατων (3D) εικόνων, απαιτεί γενικά τουλάχιστον έναν διπλό κοίλο φακό. Αυτό το σχήμα ολογραφικού φακού είναι απαραίτητο για τον χειρισμό της πηγής φωτός με τέτοιο τρόπο ώστε να φωτίζεται επαρκώς το αντικείμενο από περισσότερες από μία κατευθύνσεις, ενώ παράλληλα φωτίζεται και η φωτογραφική πλάκα. Η δημιουργία βασικών τρισδιάστατων ολογραμμάτων απαιτεί γενικά να έχετε έναν ολογραφικό φακό, μια δέσμη λέιζερ, θήκες εξοπλισμού και τη φωτογραφική πλάκα τοποθετημένη ανάμεσα σε δύο κομμάτια γυαλιού. Το μέγεθος και το συνολικό σχήμα του φακού που χρησιμοποιείται εξαρτάται από το μεμονωμένο έργο.
Το διπλό κοίλο σχήμα του ολογραφικού φακού σημαίνει ότι οι άκρες είναι παχύτερες από το κέντρο. Κοιτάζοντας τον φακό στο πλάι, το σχήμα φαίνεται παρόμοιο με ένα κεφαλαίο γράμμα “I”. Μερικοί φακοί είναι πολύ γυαλισμένοι και στις δύο πλευρές με λείες άκρες. Άλλοι φακοί μπορεί να είναι παγωμένοι στη μία ή και στις δύο πλευρές. Ένας ολογραφικός φακός μπορεί να είναι στρογγυλός, ορθογώνιος ή τετράγωνος, αλλά έχει κοίλες επιφάνειες και στις δύο πλευρές.
Όταν μια ευθυγραμμισμένη δέσμη λέιζερ διέρχεται από τον ολογραφικό φακό, το φως που εκπέμπεται από την άλλη πλευρά διαχέεται ή ανεμιστήρες προς τα έξω, δημιουργώντας μια ευρεία, αλλά ομοιόμορφη δέσμη φωτός. Η μονή δέσμη τυπικά φωτίζει το χώρο μέχρι το μπροστινό μέρος του αντικειμένου. Ο χώρος γύρω από το αντικείμενο πρέπει επίσης να φωτίζεται από περισσότερες από μία γωνίες προκειμένου να δημιουργηθεί τρισδιάστατη απεικόνιση. Εάν η φωτογραφική πλάκα δεν ευθυγραμμίζεται με το αντικείμενο, ορισμένες ολογραφικές μέθοδοι ανακατευθύνουν το φως για να φωτίσει και την πλάκα.
Χρησιμοποιώντας διαχωριστές δέσμης, πολλαπλούς φακούς ή καθρέφτες, διαφορετικές γωνίες του θέματος λαμβάνουν φως ταυτόχρονα. Μέρος της δέσμης γενικά φωτίζει το μπροστινό μέρος του αντικειμένου, ενώ ένα ανακατευθυνόμενο τμήμα της δέσμης φωτίζει το χώρο στο πλάι ή στο πίσω μέρος του θέματος. Η στρατηγική γωνία των φακών ή των καθρεπτών αντανακλά και αναδημιουργεί αυτές τις ταυτόχρονες εικόνες σε ένα γυάλινο σάντουιτς που συγκρατεί το φωτογραφικό φιλμ.
Οι εταιρείες οπτικών κατασκευάζουν ολογραφικούς φακούς σε μεγέθη που κυμαίνονται από 0.5 ίντσες (12 χιλιοστά) σε διάμετρο έως πάνω από 3 ίντσες (75 χιλιοστά) σε διάμετρο. Οι φακοί διαφέρουν επίσης ως προς το πάχος και την εστιακή απόσταση, που είναι η απόσταση από τη συγκλίνουσα, εστιασμένη δέσμη προς τον φακό. Όσο μεγαλύτερος είναι ο φακός, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση του εστιακού σημείου και τόσο μεγαλύτερη είναι η γωνία του διάχυτου φωτός. Ο τύπος του ολογραφικού φακού που χρησιμοποιείται εξαρτάται από το μέγεθος του διαθέσιμου χώρου εργασίας, την ισχύ της δέσμης λέιζερ και το μέγεθος του ολογράμματος που επιλέγει κανείς να δημιουργήσει.