Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
Отличительными свойствами лазерных систем, применяемых при голографировании человека, является совмещение высокоэнергетического выхода и большой длины когерентности. Для получения голограммы одного человека требуется энергия минимум 250 мДж и длина когерентности 1 м. Голографический групповой портрет обычно регистрируется при энергии 4—10 Дж и длине когерентности 5—10 м [3, 8, 11].
10** 672 Гл. 110. Области применения
Достаточную энергию и длину когерентности для рассматриваемого применения обеспечивают только системы, состоящие из генератора и усилителей. Обычно при голографировании одного человека применяют один усилитель, а для группового портрета необходимы два усилителя. Модулятором добротности генератора служат ячейки Поккельса, Keppa или же просветляющийся краситель, поскольку точной синхронизации импульсов в данном применении не требуется.
10.13.2. Экспериментальные установки
Короткое время экспозиции снижает требования к механической стабильности всей установки, и получить высококачественные пропускающие или отражательные голограммы становится сравнительно легко.
На рис. 1 показана установка для получения пропускающих голограмм человека. Наиболее важным требованием при получении
Рис. 1. Схема установки для получения пропускающих голограмм человека, в которой использован рубиновый лазер с модуляцией добротности. (Согласно Ансли [3].)
таких голограмм является защита глаз человека от повреждения лазерным излучением. На рис. 1 объектный пучок расширяется отрицательной линзой и проходит через диффузный экран. Если эти элементы выбраны надлежащим образом (см. разд. 10.13.3), то рассеянный от экрана свет не представляет опасности для человека, выступающего в роли объекта голографирования. Не менее важную роль играет требование к оптическому пути опорного пучка Необходимо предусмотреть, чтобы часть (около 10%) 10.13. Голографический портрет
673
опорного пучка, отраженного фотографической пластинкой, направлялась в сторону от человека, как показано на рис. 1.
Человек обычно находится на расстоянии 1—2 м от фотографической пластинки. Оптические пути объектного и опорного пучков должны быть согласованы с позицией, занимаемой человеком-объектом.
Рис. 2. Схема получения пропускающих голограмм с использованием двух объектных пучков. H — голографическая пластинка; D1 и D2 — рассеиватели в виде матовых стекол. (Согласно Сиберту [12].)
На рис. 2 показана экспериментальная установка для записи пропускающих голограмм, отличающаяся от приведенной на рис. 1 наличием двух диффузных экранов на пути объектного пучка, которые обеспечивают более равномерное освещение.
Обычно голограммы записываются на фотопластинках Агфа 10Е75 или 8Е75 с размерами 9x12 или 18x24 см. Фотографические пластинки должны быть защищены фильтром с ограниченной полосой пропускания от засветки, вызываемой лампой-вспышкой или комнатным освещением (например, типа Schott glass RG-665). Если перед системой фильтр — фотографическая пластинка установлен затвор, то голограмма может быть получена при дневном освещении или в условиях нормального комнатного освещения. Работа такого механического затвора должна быть синхронизирована с лазером. Промышленностью выпускается электромеханический затвор, управляемый электромагнитом, с апертурой около 15 см, минимальное время открывания составляет 0,4—0,6 с.
На рис. 3 показана экспериментальная установка для записи отражательных голограмм человека. В этом случае восстанавливаемое с голограммы изображение можно наблюдать в белом свете. Главное отличие установки от схем, приведенных на рис. 1 и 2, заключается в способе формирования опорного пучка, который освещает фотографическую пластинку с обратной стороны (см. § 5.1). В этом случае особенно важно установить угол освещения фотопластинки, чтобы опорный пучок не попадал на человека.
Во всех устройствах, показанных на рис. 1—3, должны применяться только элементарные стеклянные линзы с противоотража- 674 Гл.г 10. Области применения _
тельным покрытием. При высоких уровнях мощности рубинового лазера с модуляцией добротности следует позаботиться, чтобы свет, отраженный от криволинейных поверхностей, не возвращался обратно в лазер. Желательно, чтобы отрицательная линза была плосковогнутой и вогнутая ее поверхность была обращена в сторону от лазера, а плоская слегка наклонена, чтобы отраженный обратно свет не попадал в выходное окно лазера.
Матовое стекло
Импульсы большой мощности вызывают также проблемы, связанные с фокусировкой луча в точку, так как при их фокусировке ионизуется воздух и разрушаются расположенные в этой области другие материалы. Это означает, что для устранения дифракционных эффектов нельзя пользоваться обычными пространственными фильтрами. Для расширения пучков без пространственных фильтров вместо микрообъективов, обычно используемых с маломощными лазерными пучками, должны применяться рассеивающие линзы.
Существенными элементами голографических систем являются зеркала. Поскольку алюминиевые зеркала поглощают 10% излучения рубинового лазера, их следует применять лишь с целью отражения расходящихся пучков. Для отражения мощных, нераз-веденных пучков должны применяться зеркала, способные отражать огромные энергии, такие, которые используются в резонаторах рубиновых лазеров. Светоделители также должны иметь отражающие и антиотражающие покрытия из диэлектрических материалов.
