Оптика - Годжаев Н.М.
Скачать (прямая ссылка):
фотографирования. Остается объяснить, что износ части негатива не
приводит к утрате соответствующей части изображения, т. е. даже малая
часть голограммы в состоянии восстановить полное изображение. На рис. 8.4
показаны изображения, полученные от целой (размерами 5x5 мм2) голограммы
йот ее частей (остальные три изображения, полученные соответственно от
голограммы размерами 2,5 х 2,5 мм2, 1,25 X 1,25 мм2 и 0,5 X х 0,5 мм2).
Как видно, уменьшение размеров голограммы приводит только к ухудшению
качества получаемого изображения.
Такая возможность голограммы СЕязана с тем, что излучение, рассеянное от
каждой точки предмета, распределено по всей голог-
209
рамме и поэтому каждый малый участок голограммы содержит информацию о
всем предмете.
Однако информация, полученная каждым участком голограммы, зависит от угла
зрения, соответствующего этому участку во время регистрации.
Следовательно, каждый участок голограммы восстанавливает объект под
определенным углом зрения. Если голограмма настолько велика, что можно
рассматривать освещенный участок обоими глазами, то наблюдаются два
изображения, совмещение в мозгу которых дает стереоскопический эффект.
При перемещении наблюдателя относительно голограммы он увидит изображение
под другим углом; от направления наблюдения зависит, какие части
изображения мы увидим. Это эффект параллакса.
Роль когерентности при голографировании. В заключение этого параграфа
сделаем одно замечание относительно двухлучевого голографирования. В
приведенном нами примере дан один из многочисленных способов разбиения
пучка, исходящего из одного и того же лазера, на опорный и предметный. В
качестве источников опорного и предметного пучков можно пользоваться
также различными лазерными источниками излучения. Важным является то, что
лучи опорного и предметного пучков должны быть когерентны, чтобы при их
сложении возникла интерференциальная картина. Для большого объекта это
условие будет выполнено, если источник имеет достаточную длину
когерентности. Максимальное значение разности хода между опорной волной и
волной, рассеянной некоторой точкой объекта, должно быть меньше, чем
длина когерентности используемого источника света. В связи с этим
становится понятной ценность лазеров как источников света для
голографирования. Вот почему до появления лазеров голографический метод
не получил должного развития.
§ 2. ГОЛОГРАММА ТОЧКИ
Всякий объект можно рассматривать как совокупность точечных объектов.
Световая волна, рассеянная каждой точкой объекта, слагаясь с опорной
волной создает соответствующую интерференционную картину. Результат
сложения таких интерференционных картин от всех точек объекта даст более
сложную интерференционную картину, соответствующую самому объекту. При
освещении голограммы опорной волной каждая интерференционная картина,
соответствующая данной точке объекта, действуя независимо, образует
изображение соответствующей точки и в результате совокупность таких
изображений создает объемное изображение протяженного предмета. В связи с
этим представляет интерес объяснить некоторые закономерности голографии
на примере голограмм точки.
* Ввиду того что интенсивность рассеянного света значительно уступает
интенсивности опорной волны, взаимной интерференцией рассеянных
отдельными точками both можно пренебречь. В общем случае учет такой
взаимной интерференции не представляет принципиальной трудности.
210
Рис 8.5
Рассмотрим два крайних случая: а) точечный источник света расположен
недалеко от предмета (в данном случае от точки); б) источник света удален
в бесконечность. В первом случае предмет (точка) освещается сферической,
во втором - плоской волной. Плоскую волну можно получить также и при
расположении точечного источника на конечном расстоянии от предмета путем
размещения его в фокусе собирающей линзы (рис. 8.5). Будем считать, что в
обоих случаях источник излучает монохроматические лучи.
Точечный источник света расположен недалеко от предмета. Пусть точечный
источник S расположен на расстоянии L от фотопластинки (плоскости
голограммы) Я. Предмет (точка) М расположен на расстоянии / (/ < L) от
фотопластинки * (рис. 8.6). Выберем систему координат так, чтобы ее
начало О совпало с точкой пересечения плоскости пластинки с прямой,
проходящей через источник S и объект М. Ось х направим по линии SM
направо. Пластинку
расположим в плоскости zy. 'При таком расположении до плоскости
фотопластинки доходят две когерентные сферические волны - волна с
радиусом R, исходящая от источника S, и волна с радиусом г, рассеянная
точкой М. Эти две волны, интерферируя, создают голограмму точки М на
фотопластинке. Наша цель - определить вид интерференционной картины,
соответствующей точке М на голограмме.
С этой целью найдем разность фаз между интерферирующими лучами в
произвольной точке N фотопластинки. Эта разность фаз будет определяться
разностью хода лучей, идущих от источника 5 по пути SMN и SN, т. е.
