Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
721
гично тому, как это делает система следующих друг за другом металлических зеркал трехмерной голограммы (на рис. 13 эти гребни показаны в виде отдельных вертикальных штрихов).
Изменение характера отклика светочувствительной среды, естественно, приводит к изменению результата взаимодействия восстанавливающего излучения со структурой голограммы. Если на равномерно заполненных сгустках показателя преломления излучение только преломлялось и поэтому восстановленная волна распространялась в том же направлении, что и падающая, то в случае бриллюэновского зеркала те же сгустки, модулированные поперечными звуковыми волнами, сильно отражают свет в обратном направлении. Изменению направления волны на противоположное при неизменной общей конфигурации картины ее интерференции (конфигурация сгустков в обоих случаях одинакова, изменяется только их наполнение) соответствует переход к сопряженной волне.
Обращение волнового фронта при записи безопорных динамических голограмм в средах, в которых происходит вынужденное рассеяние света на звуке, представляет собой, по-видимому, лишь одно из проявлений общего свойства вынужденного рассеяния. В частности, обращенную волну наблюдали Соколовская и др. [45] в экспериментах со средами, способными к вынужденному комбинационному рассеянию. Однако в этом случае обращенная волна претерпевает существенные изменения, обусловленные тем, что этот вид вынужденного рассеяния претерпевает сильный частотный сдвиг, т. е. длина волны обращенного излучения значительно отличается от длины волны падающего.
Одной из наиболее существенных перспектив использования операции обращения волнового фронта является осуществление автоматической фокусировки излучения на мишень, что крайне важно, например, для осуществления термоядерного синтеза. Схема эксперимента, выполненного для этих целей Рагульским и др. [46], поясняется также на рис. 13. Достаточно слабое излучение дополнительного лазера на рубине подсвечивает точку P на экране L. Интенсивность волны W9 излучения, рассеянного этой точкой, после прохождения волны через лазерный усилитель U увеличивается; при этом оптические неоднородности усилителя вызывают трансформацию волны W0 в волну Wu. Волна Wu попадает на бриллюэновское зеркало К, обращается им и трансформируется в волну IF1*, сопряженную с волной, падающей на кювету. После прохождения через усилитель обращенная волна переходит в волну W'l, обращенную по отношению к слабой волне, испущенной мишенью. Эта волна точно фокусируется на мишень, несмотря на присутствие оптических неоднородностей рабочего тела усилителя и оптических деталей, установленных на пути излучения. 722 Дополнение. Голография в трехмерных средах
10. ДИНАМИЧЕСКАЯ РЕГИСТРАЦИЯ ВОЛНОВЫХ ПОЛЕЙ, ПАРАМЕТРЫ КОТОРЫХ ИЗМЕНЯЮТСЯ ВО ВРЕМЕНИ
До сих пор мы рассматривали динамические голограммы только как средство мгновенной регистрации стационарных волновых полей. Однако запись в нелинейной среде, отслеживающей все изменения параметров падающего на нее излучения, заключает в себе также и возможность регистрации волновых полей, изменяющихся во времени. Поскольку любое изменение параметров волнового поля приводит к изменению его частоты и соответственно к различию частот объектной и опорной волн, то в объеме голограммы будут записываться не стоячие, а бегущие волны интенсивности. В связи с этим возникает вопрос: будут ли такие волны также обладать отображающими свойствами и в чем состоит их специфика?
На рис. 14 схематически показано образование бегущей волны интенсивности при сложении двух плоских волн W1 и W2, частоты которых отличаются друг от друга. В этом случае поверхности пучностей уже не являются неподвижными, а перемещаются в пространстве со скоростью, пропорциональной разности частот этих волн, интенсивности в общем cob-той волны напряженности, значение. Пространственный
Рис. 14. К рассмотрению отображающих свойств бегущей волны интенсивности. Wl и W2 — волновые фронты воли, характеризующихся различными частотами колебаний; ki и Ii2 — волновые векторы этих волн; di, d2 — поверхности пучностей бегущей волны интенсивности, образовавшейся при интерференции волн W1 и W2, К — вектор решетки волны интенсивности.
Направление движения волны падает с направлением движения частота которой имеет большее период бегущей волны интенсивности характеризуется вектором К, перпендикулярным ее поверхностям пучностей du d2. Как и в случае стоячей волны, этот вектор равен разности волновых векторов интерферирующих волн к, и к2. Однако, поскольку абсолютные величины векторов kj и к2 в данном случае различны, вектор решетки К для бегущей волны интенсивности не совпадает с биссектрисой оа угла, составленного этими векторами. На первый взгляд может показаться, что материальная модель бегущей волны интенсивности не будет обладать свойствами голограммы, т. е. не сможет трансформировать одну из образовавших ее волн в другую 10. Регистрация полей, параметры которых изменяются во времени
723
(например, волну W2 в волну Wi). В самом деле, очевидно, поскольку поверхность зеркала, образовавшегося на месте поверхности пучностей di, не является биссектрисой угла, образованного векторами ki и к2, то восстанавливающая волна W2, идущая по направлению вектора к2, в соответствии с обычными законами зеркального отражения не может быть преобразована в волну W1, идущую по направлению вектора kt. Таким образом, создается впечатление, что в данном случае не выполняется даже одно из самых элементарных условий восстановления волны записанного на голограмме излучения.
