Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
Цель проектирования голографического микроскопа заключается в том, чтобы получить при имеющихся ограничениях восстановленное изображение высшего качества. Большинство голографических микроскопов проектируется «для самих себя». Следовательно, каждый конструктор учитывает применения, для которых он проектирует микроскоп. Важно также знать, кто будет работать на изготовленном приборе. Взаимодействие между конструктором и оператором играет большую роль для достижения целей, поставленных перед конструкцией.
10.7.5 1. Свойства объекта
Наиболее критическим параметром конструкции голографического микроскопа является размер минимально разрешимой микроструктуры макроскопического объекта. Поскольку нельзя разрешить объекты, которые меньше длины волны используемого света, в случае видимого света такими неразрешимыми объектами являются объекты с размерами меньше 1 мкм. Положение и размер кадра пленки определяют минимально разрешаемым размером объекта. А разрешение пленки будет определяться размером объекта и углом падения опорного пучка.
Выбор того или иного источника света определяется тем, движется объект или находится в покое. Для объектов, которые за время экспонирования перемещаются на расстояние, меньшее, чем Х/20, годится освещение непрерывным светом с механическим прерыванием. Для освещения же быстро движущегося объекта приходится применять импульсный источник света. Максимальная скорость объекта для данной длины волны X и времени экспонирования At оказывается порядка XISAt. Движение объекта может накладывать и другие ограничения, например требование к пиковой мощности вместо энергии светового импульса короткой длительности. Любая фоточувствительная среда характеризуется определенным уровнем экспозиции (энергией на единицу площади), выше которого она обеспечивает хорошее качество голограмм. Так как при освещении коротким импульсом время экспонирования короче, то для достижения той же самой экспозиции мощность импульса должна быть больше (см. гл. 8, т. 1 настоящей книги). Это может потребовать такой большой пиковой мощности излучения, которое, будучи направлено на объект и оптические приборы, приведет к их разрушению, особенно в тех случаях, когда значитель- 10.9. Спектроскопия
629
ная часть этой мощности поглощается объектом и(или) оптическими приборами.
Местоположение объекта и окружающая его обстановка создают дополнительные проблемы при конструировании голографического микроскопа. Большинство объектов окружает не воздух, и их нельзя закрепить на покровном стекле. Многие объекты находятся в жидкостях, как, например, кристаллы, растущие из расплава. Некоторые объекты находятся в вакуумных камерах или в камерах высокого давления. В тех случаях, когда объект помещен в отдаленное или физически недоступное место, конструктор должен предусмотреть, каким образом объектное поле подвести к плоскости фотопленки с возможно меньшими аберрациями. Может оказаться, что оптические устройства размещаются также не в воздухе. Поэтому необходимо учитывать влияние окружающей среды, особенно если она является турбулентной или рассеивающей значительное количество света.
Необходимо принимать во внимание и местоположение микроструктуры или то, в каком месте протекает интересующее нас событие в макроскопическом объекте. Даже в обычной микроскопии, чтобы получить качественное изображение фиксированного образца, приходится решать целый ряд проблем. Но если случайные объекты и(или) события происходят внутри объема образца, важно, чтобы они записывались на голограмму с целью их последующего исследования. Большой формат кадра пленки, небольшое расстояние от объекта до плоскости пленки и малое предварительное увеличение приводят в результате к регистрации большого объема объекта. Однако изображение, восстановленное с голограммы, должно изучаться в положении, в котором находился объект или(и) происходило событие в момент записи голограммы.
10.7.5.2. Длина волны излучения и когерентность источника
В большинстве голографических микроскопов высокого качества для записи голограмм и восстановления с них изображения используются непрерывные или импульсные лазеры. Специалисты по голографической микроскопии имеют возможность использовать многие лазеры с различными длинами волн и степенями когерентности, но при этом нельзя забывать и об экономической стороне вопроса, поскольку погоня за идеальным источником может дорого обойтись.
В первую очередь мы должны позаботиться о длине волны излучения. Например, для исследования красных кровяных телец нельзя выбирать лазер с одним лишь красным излучением. Надо быть уверенным, что объект не поглощает значительную долю падающего на него света с выбранной длиной волны. Кроме того, длина волны должна соответствовать спектральной чувствитель- 630 Гл.г 10. Области применения _
ности фотопленки, гак как свойства всех фоточувствительных сред зависят от длины волны, особенно экспозиция, Если в голографи-ческом микроскопе применяются какие-либо вспомогательные оптические элементы, следует проследить за тем, чтобы они имели противоотражательное покрытие относительно выбранной длины волны.
