Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
10.10.3. Метод двух показателей преломления
На рис.3 приведена схема простой голографической установки для получения контурных карт рельефа. Объект помещается в иммерсионную кювету, которая наполнена прозрачным веществом с показателем преломления H1. Объект освещается коллимированным пучком когерентного света с помощью светоделителя через прозрач-
Лазерный пучок
ч
Зеркало
Рис. 3. Схематическое представление голографического метода получения контуров с использованием иммерсионной жидкости с двумя различными показателями преломления.
і 10.10. Голографические методы получения контуров рельефа
659
ную стенку кюветы. Как и в предыдущем случае, для формирования и фильтрации светового потока, достигающего плоскости регистрации голограммы, используется телескопическая система. Первую голограмму записывают с помощью опорного пучка, формируемого, как показано на рис. 3 (или любым другим удобным способом). Затем вещество в иммерсионной кювете заменяют другим с показателем преломления я2 (при этом каких-либо иных изменений в схеме не делается) и экспонируют вторую голограмму.
Когда показатель преломления вместо H1 становится равным пг для точки объекта P, записываемая фаза меняется на величину
Аф = (2лА)|«2—л!|2 г, (7)
где Z — расстояние от стенки кюветы до точки Р. Если z=N Az приводит к изменению фазы ф на N2п, то можно определить семейство плоскостей, секущих исследуемую поверхность, с расстоянием между ними
Az = 1/21 л2 — Пі\. (8)
Но поскольку rKtn1=fK1 и Kfn2=K2, то
Az = K,KJ2 IK-K11, (9)
т. е. мы получаем тот же самый результат, что и в двухдлинновол-новом методе. Как и в последнем, здесь также необходима телескопическая система. Более того, наилучшие результаты получаются при нахождении объекта вблизи прозрачной стенки кюветы, что в двухдлинноволновом случае 0 соответствует расположению го- <
лограммы в плоскости изображе- • ¦ ......^^р»-^
ния телескопа. ^J
10.10.4. Метод сандвич-голограмм ^z
Абрамсон [1] для изготовле- ,'^йїЙШІІІШШ'
ния контурных карт использовал сандвич-голограммы в соответ-ствии со схемой, показанной на ^yjg рис. 4. Метод по существу cbo-дится к модуляции одной системы интерференционных полос Рис 4- Получение контуров методом
\ gfг сандвич-голограммы,
другой. Абрамсон рассматривает одну систему полос как
полосы освещения, а вторую — как полосы наблюдения. Согласно Абрамсону, голограмма H1 записывается с помощью пучка P1. Затем эта голограмма удаляется и записывается вторая голограмма H2, расположенная на несколько другом расстоянии от объекта, с помощью пучка P2. Помещая голограммы Hi и H2 точно в 660 Гл.г 10. Области применения _
их первоначальные положения, мы видим объект как бы освещенным одновременно двумя пучками P1 и P2, в результате чего образуются полосы освещения. Из двух голограмм H1 и H2 любым способом создается жесткая конструкция. Когда такая конструкция из голограмм поворачивается на угол 0, два волновых фронта от изображения сдвигаются относительно друг друга и образуют систему полос наблюдения.
В тех местах, где эти две системы полос перекрываются, они модулируют друг друга, как показано на рис. 4. Любая точка на объекте, которая до поворота голограмм была светлой (темной), после их поворота становится темной (светлой), если ее перекрывает темная полоса наблюдения. Точки, пересекаемые яркими полосами наблюдения, сохраняют после поворота свою первоначальную относительную яркость, поскольку яркая полоса указывает на фазовый сдвиг, кратный целому числу, умноженному на 2л. Результатом такой взаимной модуляции является система контурных полос, показанных на рис. 4 черными ромбами.
Расстояние между соседними яркими линиями дается выражением
где X и d — расстояния между яркими и темными полосами наблюдения и освещения соответственно, а В — угол между освещающим пучком и линией наблюдения. В своей работе Абрамсон показал, как следует изменить систему, чтобы можно было получать контуры в плоских сечениях. К этим изменениям относится использование освещения плоскими волнами и приближения к телескопическим условиям наблюдения.
Контурные карты рельефа, полученные Абрамсоном [1] методом сандвич-голограмм, характеризуются замечательной видностью, а процедура их получения более гибка (по мнению автора), чем в любом другом голографическом методе. Манипулируя голограммами, можно поворачивать контурные плоскости в широком угле, что, очевидно, не легко осуществить другими голографическими методами. Как утверждает Абрамсон, это позволяет быстро установить направление наклона, к голограмме или от нее, и совместить контурные плоскости с некоторой опорной поверхностью.
Угол между линией наблюдения и плоскостями контуров дается выражением
є = arc sin [х sin ?/(d2 + x2 — 2dx cos ?)1/*]. (11)
Обычно этот угол составляет 90°, что дает
у = 2XdHd1 -I-X2- 2xd cos Л)1/.,
(10)
y=d!sin В, x=d/cos В, B=я/2.
(12)
Абрамсон ссылается на проблему декорре.гяциг, ';отор<.'я имеет место при повороте пары голограмм. В тех случаях, когда объект, 10.1 1. Мультиплицирование изображений
