Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
Отношение яркости изображения, наблюдаемого на направленном экране, к яркости изображения, полученного с использованием ламбертовского рассеивателя, называют «усилением экрана».
Полученный таким способом дисплей обеспечивает на экране яркость 270 нит (2,65-IO3 кд/м2), если дифракционная эффективность голограмм в среднем равна 15%, а для считывания используются шесть ламп по 60 Вт каждая, но при усилении экрана, равном 30, кажущаяся яркость составляет 78,4-IO3 кд/м2. Ухудшение контраста, связанное с отражением от экрана яркого внешнего света яркостью 26,5' IO5 кд/м3 и эффективной отражательной способности экрана 1%, приводит к значению контраста 30 : 1, что позволяет использовать такой дисплей на открытом воздухе в солнечный день.
Разрешение, полученное на этом дисплее, составляет примерно 200 линий/мм на уровне 50% МПФ. Опорный пучок от гелий-кадмиевого лазера, падающий под углом 30°, создает картину полос с частотой 1100 линий/мм. Площадь голограммы 21x21 мм2. Увеличение равно 22, т. е. можно получить изображение размерами около 46x46 см2; однако при диаметре проекционного экрана ~15 см можно наблюдать лишь часть изображения, которому на голограмме соответствует участок диаметром 7 мм. В этом устройстве предусмотрено перемещение голограммы с целью сканирования изображения. Разрешение на экране составляет около 6 линий/мм и ограничивается проекционной линзой. Это разрешение удовлетворяет критерию, сформулированному в п. 10.2.2.1, когда наблюдение производится с расстояния 63 см.
Каждый из описанных выше методов цветокодирования имеет свои достоинства и недостатки; однако эти методы не обязательно должны быть строго ограничены рамками либо углового кодирования, либо кодирования пространственной частотой. При необходимости можно использовать в конкретных ситуациях комбинацию этих методов [7]. Приведенные выше рассуждения подчерки. 478 Гл. , 10. Области применения
вают дополнительный аспект голографического формирования изображений — цветовой; однако черно-белые изображения можно получать большей яркости, чем цветные, если при кодировании пространственной частотой установить соответствующим образом ширину щели, а в считывающем устройстве системы углового кодирования использовать широкополосные первичные фильтры от ламп.
10.2.4.2. Негативная запись и восстановление
Изображения можно также синтезировать от решеток, используя в качестве носителя информации члены нулевого дифракционного порядка. Отличие этого процесса от рассмотренного выше позитивного процесса, когда дифракционная решетка направляет свет по позитивному пути считывания, состоит в том, что в этом случае свет после дифракции идет по негативному пути считывания; иными словами, в позитивной системе для восстановления изображений используются первые дифракционные порядки, в то время как в негативной системе изображение формируется членами нулевого порядка дифракции.
а. Цвет. В качестве оптимальных первичных цветов выбираются те же стандартные субтрактивные цвета, что и в негативной цветной фотографии, а именно желтый, голубой и пурпуроЕый.
Этот подход дает несколько преимуществ:
1) при данных значениях эффективности решетки и интенсивности восстанавливающего пучка можно получить более яркие изображения, чем в случае обычных голограмм, использующих дифракцию первого порядка;
2) нет необходимости информационному пучку проходить по внеосевым считывающим путям, так что для считывания можно использовать стандартный проектор для слайдов;
3) голограмму можно записывать в некогерентном свете.
Кноп [10! продемонстрировал яркие цветные изображения с высоким разрешением, полученные методом нулевого дифракционного порядка, в котором фазовая структура имела прямоугольный профиль, а не обычный синусоидальный. Автор не утверждает, что это голография, но аналогия в принципе очевидна.
Кноп в работе [10] показывает, что пропускание t(k) составляющей нулевого дифракционного порядка для прямоугольной фазовой решетки равно t(^)=cos2(ла/к), где а — разность длин оптических путей, и что решетка при %=та, где т — целое число, пропускает весь свет в нулевой порядок, а при A,=(m+l/2) а направляет весь свет в высшие порядки. Селективность к цвету основана на зависимости дифракционной эффективности нулевого порядка от длины волны. На рис. 14 показана теоретическая зависимость „ 10.2. Двумерные дисплеи
479
пропускания трех наложенных друг на друга составляющих решеток от длины волны.
Постоянная решетки одинакова для всех трех составляющих; амплитуда каждой из трех решеток однозначна для получения первичного цвета. Градации яркости создаются растрированием.
На трех термопластичных пластинках из полихлорвинила были впечатаны электролитической ме- ^ таллической решеткой фа- 0^ зовые структуры с ампли- § тудами 935 нм для голубого, 1 780 нм для пурпурового и § 610 нм для желтого. Изме-1^" рения пропускания t(k) продемонстрировали хорошее согласование с теоретическими значениями. Три первичные компоненты,впечатанные на пластинке, при записи были разделены
