Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
в. Угловое кодирование. В другом методе кодирования трех первичных цветовых составляющих используется угловая ориентация полос в образуемых ими картинах дифракции [3]. Для любой из трех составляющих угол падения опорного пучка определяется различными ограничениями, накладываемыми системой, такими, например, как оптимальное использование среды для записи голограммы; иными словами, пространственную частоту можно выбрать так, чтобы она лежала вблизи максимума модуляционной передаточной функции (МИФ), а также удобством расположения источников считывающего света в малогабаритной системе.
Для сравнения отметим, что кодирование пространственной частотой требует параллельного расположения полос трех составляющих, а это заставляет располагать источники считывающего света в одной плоскости. Отсюда следует, что фактически можно использовать одну или две лампы, но не более. С другой стороны, при наличии трех меридиональных плоскостей, возникающих при угловом кодировании, нужно использовать по паре ламп на плос кость
Разделение источников света для каждого первичного цвета позволяет оптимизировать эффективность ансамбля свет — конденсор — фильтр для любого конкретного цвета. Наоборот, при кодировании пространственной частотой оптимальные условия получаются в том случае, когда щель имеет различную ширину для каждого цвета, но поскольку в системе имеется лишь одна щель, то, добившись оптимизации для одного цвета, мы не получим оптимума для двух других; при этом мы проигрываем либо в яркости, либо в цветопередаче.
Другое преимущество углового кодирования перед частотным — это отсутствие муара, возникающего из-за биений пространственных частот, соответствующих первичным цветам, и ограничивающего разрешение. Недостатками углового кодирования являются дороговизна и сложность работы с тремя считывающими источниками света.
На рис. 12 приведена схема записи в случае углового кодирования. Лазерный пучок светоделителем S разделяется на опорный и объектный пучки (рис. 12, а) Объектный пучок фокусируется линзой Lj в месте расположения пространственного фильтра SF, после которого расходящийся пучок попадает на конденсорную пару L2L3.
На плоской поверхности линзы L3 находится объект, который представляет собой транспарант с записанным на нем изображе- 10.2. Двумерные дисплеи
47 5
ниєм в одном из разделенных цветов. Линза L3 фокусирует падающий свет, который после отражения от зеркала M3 проходит через линзу L4, формирующую изображение на голограмме Н. Опорный пучок после отражения от зеркал проходит через линзу L4, в фокальной плоскости которой установлена точечная диафрагма.
кодирования, а — показан путь одного из трех опорных пучков; б — положения опорных пучков в соответствующих меридиональных плоскостях.
Она расположена таким образом, что расстояние от нее до голограммы равно расстоянию от второго фокуса линзы L5, формирующей изображение, до голограммы.
При этом с целью получения достаточно прямых полос кривизна волнового фронта опорного пучка согласуется с первоначальной кривизной волнового фронта объектного пучка. Опорный пучок разделяется блоком светоделителя А на три части, которые распространяются по трем первичным меридиональным плоскостям.
4« 476 Гл. , 10. Области применения
Затем зеркала M4i 5i 6 отражают пучки по направлению к центру голограммы. Линзы L5i Ri 7 обеспечивают фильтрацию и коррекцию кривизны волнового фронта для каждого пучка.
С помощью затвора осуществляется поочередное экспонирование тремя опорными пучками, расположенными в меридиональных плоскостях фі, ф2, ф3. Изображения в разделенных цветах при записи с угловым кодированием получаются так же, как и в случае кодирования пространственной частотой.
Рис. 13. а — считывание голограмм сфокусированного изображения в случае углового кодирования; б — набор источников света, видимый со стороны линзы.
Очень яркое изображение с фазовых голограмм, кодированных по углу, можно получить, используя устройство считывания, показанное на рис. 13. Для каждого первичного цвета применяется пара источников света (а не один), чтобы получить изображение с более высокой яркостью. Меридиональные плоскости и угол восстановления для синего цвета здесь те же, что и показанные на рис. 12, б, но для зеленого цвета угол восстановления несколько больше, а для красного он значительно больше; при этом должно удовлетворяться соотношение sin 6=Av, где V (частота решетки) составляет 1100 линий/мм при длине волны записывающего света 441,6 нм, а углы записи равны 30° (для всех трех первичных цветов).
Дополнительная яркость изображения получается, если использовать направленный экран. Такой экран можно покрыть антиотражающим покрытием, чтобы изображения получались высококонтрастными, даже если в помещении светло.
Экран в виде матрицы небольших линз, укрепленных на поверхности конденсорной линзы, обеспечивает не только низкое
Синий' ПРатый „ 10.2. Двумерные дисплеи
477
отражение, но и наблюдение более яркого изображения, чем экран, представляющий собой простой ламбертовский рассеиватель. Конденсорная линза создает изображение апертуры проекционной линзы в плоскости наблюдателя. Глаза наблюдателя должны быть расположены таким образом, чтобы он мог видеть это изображение. Чтобы обеспечить большое поле зрения, поверхность конденсора покрывается маленькими линзами, каждая из которых соответствует элементу изображения. Любая такая линза переносит соответствующий элемент изображения в плоскость наблюдателя. Диаметр участка, занимаемого элементом изображения, создаваемого этой линзой, обратно пропорционален ее фокусному расстоянию. Конденсорная линза обеспечивает совпадение изображений от каждой маленькой линзы с плоскостью наблюдателя.
