Оптика - Годжаев Н.М.
Скачать (прямая ссылка):
* См.: пУи и с ю к Ю. Н. ДАН СССР, 144, 1275 (1960); его же. Оптика и
спектроскопия, 15, 522 (1963). "Об отображении оптических свойств объекта
в волновом поле рассеянного им излечения".
218
затем такую голограмму осветить (при неизменном взаимном расположении
толстослойной фотопластинки - ныне объемной голограммы и источника
опорной волны) прежней опорной волной, то частично отраженные от слоев
Липпмана когерентные световые волны, взаимно усиливая друг друга, дадут
изображение объекта в исходном положении. Усиление происходит в том
случае, если отраженные от разных слоев лучи синфазны, т. е.
удовлетворяется так называемое условие Липпмана-Брэгга-Вульфа
2ds'ma = mX,
где X - длина волны света в данной среде, d - зазор между плоскостями
почернения, а - угол скольжения луча, т - целые натуральные числа.
Выполнение условия Брэгга-Вульфа для плоскостей Липпмана приводит к
избирательности голограммы по отношению к длине волны света, с помощью
которого осуществляется восстановление изображения объекта. В
действительности при условии постоянства межплоскостного расстояния d,
как видно из условия Липпмана- Брэгга-Вульфа, восстановление волнового
фронта произойдет только в том случае, если оно осуществляется при той же
длине волны, при которой производилась голографическая запись на
фотопластинку. Этот факт позволил Ю. Н. Денисюку в качестве источника,
восстанавливающего изображение света, пользоваться источником сплошного
спектра (светом от солнца и даже от карманного фонарика). В данном случае
голограмма из спектра с разными длинами волн "выбирает" нужную ей одну
длину, в которой именно производилась запись, - голограмма действует
подобно интерференционному фильтру.
Понятие о цветном голографировании. Известно, что цветовой эффект можно
получить сочетаниями трех основных цветов (например, красным, зеленым и
синим) при соответствующим образом подобранных интенсивностях. Поэтому
если объемную голограмму экспонировать в красном, зеленом и синем цветах,
то каждая длина волны образует свою систему полупрозрачных отражающих
поверхностей и при восстановлении в белом свете волна отразится от
совокупности "своих" поверхностей, в результате получится цветное
объемное изображение предмета. Отбор разрешенных направлений и
разрешенных длин волн зависит как от толщины эмульсии, так и от
ориентации пластинки относительно источника опорной волны и предмета. Чем
больше число липпмаиовских поверхностей почернения в объемной голограмме,
тем острее будут вышеупомянутые отборы.
Еще раз отметим, что при восстановлении изображения от объемной
голограммы ее необходимо осветить пучком света той же длины волны и под
тем же углом, что и при голографической записи. Это свойство
голографирования позволяет в одну и ту же фотопластинку записать
изображение многочисленных предметов одновременно без помех друг другу.
При этом очевидно, что опорные лучи при
219
голографировании разных предметов должны быть направлены на фотопластинку
под разными углами. Восстановление каждого изображения производится
самостоятельно при просвечивании голограммы под соответствующими углами
наклона.
Увеличение. Можно показать, что поперечное увеличение при переходе от
длины волны регистрации Я,р к длине волны восстановления Кв определяется
как
? = (W("> (8-17)
где 1\- расстояние от объекта до фотопластинки, 12- расстояние от
изображения до голограммы. Как следует из выражения (8.17), при
неизменном 1гИг увеличение равно отношению Яв/Яр. Следовательно, можно
ожидать существенных увеличений голографического изображения. Если бы в
нашем распоряжении были когерентные пучки рентгеновских лучей (кр ~ 1 А),
то, произведя регистрацию голограммы этими пучками и затем восстанавливая
ее, скажем в красном свете (Яв = 6000А), мы получили бы увеличение
порядка 6000.
Проблема укладки фотоэмульсии. Следует коротко остановиться на одной из
многих проблем, возникших на пути голографирования в толстослойных
эмульсиях. Дело в том, что объемность (трехмерные свойства) голограммы
проявляется в том случае, если на голограмме содержится не менее
нескольких поверхностей почернения. Так как для видимого света Я/2 есть
величина ~3000А, то толщина фотоэмульсии на объемных голограммах должна
быть больше нескольких микрон. Проявление и отфнксирование таких
фотоэмульсий сопровождается усадкой эмульсии, в результате чего
расстояние между поверхностями почернения становится меньшим, чем оно
было до проявления. Такое сближение отражающих поверхностей приводит к
тому, что при регистрации и последующем просвечивании голограммы в
монохроматическом свете восстановленное изображение исчезнет. Если же
восстановление происходит не в монохроматическом свете, а в белом, то
голограмма сама "выбирает" из его спектра лучи необходимой длины волны и
направления, в результате чего изображение предмета вновь появляется. При
этом длина волны восстанот ленного изображения будет во столько раз
