Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
Изменение масштаба обычно описывается величиной, пропорциональной P=X2Ab т. е. отношению длины волны восстанавливающего света (X2) к длине волны света, используемого при записи голограммы (X1). Увеличение голограммы обозначается т и определяется отношением поперечных размеров голограммы после увеличения к поперечным размерам голограммы-оригинала, т. е. /п=х2/х2=(/2/(/2. Если радиусы кривизны записывающего и восстанавливающего волновых фронтов также изменяются, то общее поперечное увеличение мнимого изображения V дается выражением
а общее поперечное увеличение действительного изображения R имеет вид
-1
M
попер,
(Ia)
\ ^zc zr J
(16)
Угловое увеличение, которое связывает кажущийся размер объекта, наблюдаемого через оптический прибор, с его угловым размером 10.7. Микроскопия
621
при наблюдении без этого прибора, в любом случае определяется выражением
Мугл=р//п. (2)
Продольное увеличение, часто называемое увеличением по глубине, ПрОПОрЦИОНаЛЬНО Mnonep-
Специалисты в области голографической микроскопии редко пользуются изменением масштаба изображения за счет применения различных длин волн для записи голограмм и восстановления изображения. Действительно, в диапазоне длин волн видимого света, применяемого для записи и восстановления, величина (і находится в пределах 0,57—1,75. Даже при использовании когерентного ультрафиолетового лазера для регистрации величина (і остается меньше 10. Ограниченный диапазон изменения величины (і и меры, которые необходимо предпринимать, чтобы избежать аберраций, связанных с применением различных длин волн при записи и восстановлении, приводит к тому, что увеличение изображений таким способом редко используется в голографической микроскопии.
Увеличение голограмм также трудно осуществить. Обычные голограммы имеют пространственные частоты по крайней мере 1000 мм-1. Большинство фотографических увеличителей не способны обеспечить такое разрешение. Следовательно, увеличение голограмм также редко используется.
Таким образом, для большинства применений голографической микроскопии выбирают р=/п=1, т. е. Myrjl= 1. Для минимизации аберраций опорная и восстанавливающаяся волны согласуются между собой по возможности точно. Обычно выбирают плоские волны, делая Zr=Zc=оо и Mnonep=I. Но как при этом получить увеличенное изображение объекта?
10.7.3. Голографирование изображений, увеличенных микроскопом
Успешные применения голографии в микроскопии привели к созданию широко используемых методов, в которых лучшие ка-честга обычной микроскопии усиливаются голографией. Нокс [8], Мак-Фи [14], Ван Лигтен и Остерберг [171, Томпсон, Уорд и Зин-ски [см. § 10.12 настоящей книги), а также Кокс, Баклис и Уит-лоу [1] с целью получения увеличенного изображения применяли голографию в сочетании с микроскопией. Те из свойств стандартной микроскопии, которые наиболее часто используются, обязаны высокому качеству современных оптических устройств. Мы подробно обсудим два вида голографической микроскопии, в которых для формирования изображения с хорошим разрешением и записи большого объема применяют обычный микроскоп. 622 Гл. - 10. Области применения
10.7.3.1. Предварительное увеличение
Предварительное увеличение обычным микроскопом часто применяется в тех случаях, когда требуется получить высокое разрешение в небольшом поле зрения [171. Объектом для голограммы служит действительное увеличенное изображение объекта (рис. 1).
сования пространственной частоты голограммы с разрешающей способностью пленки). M — зеркало; СД — светоделитель, L — линза.
В этой схеме обычный микроскоп образует увеличенное действительное изображение объекта, которое служит объектом для голограммы. Опорный пучок проходит мимо микроскопа. Опорный пучок представляет собой, как правило, плоскую волну, и угол его падения на фотопленку может изменяться. При восстановлении в зависимости от геометрии схемы можно изучать объектные волновые фронты, сходящиеся в действительное изображение или расходящиеся из мнимого изображения.
В рассматриваемой схеме разрешение фотопленки не играет особой роли, поскольку изображение, формируемое микроскопом, можно достаточно увеличить и тем самым преодолеть любые ограничения, обусловленные разрешением пленки, при условии, что угол падения опорного пучка выбран надлежащим образом. Однако регистрируемый объем объекта ограничивается глубиной поля обычного микроскопа. На голограмме нельзя записать большей глубины или поперечных размеров, чем имеет изображение, фор- 10.7. Микроскопия
623
мируемое микроскопом. Для многих применений это не является серьезным недостатком. Такой метод обеспечивает много полезных результатов в тех случаях, когда исследуемый объект представляет собой тонкий образец или разыскиваемое событие лежит в очень узком диапазоне глубин. Голографическая интерферометрия позволяет довольно просто определить положение и характер объекта, изменяющегося во времени. Например, рост кристаллов или полимеров можно детально проанализировать, взяв две последовательные голограммы и восстановив изображения с наложенных друг на друга голограмм.
