Оптоэлектроника - Карих Е.Д.
Скачать (прямая ссылка):
При записи голограммы свет от каждой точки объекта падает на всю поверхность голограммы. Поэтому каждый ее участок содержит информацию обо всем объекте и может быть использован для восстановления полного изображения объекта. Чем больше этот участок, тем с лучшим отношением сигнал/шум будет восстанавливаться изображение объекта. Поэтому для голографической записи характерна высокая надежность и помехозащищенность - на ее качество не оказывают существенного влияния различные дефекты голограммы (царапины, загрязнения и т. п.). Отношение мощности световой волны в восстановленном изображении к мощности восстанавливающей волны называется дифракционной эффективностью.
Схема установки для голографической записи информации выглядит следующим образом (рис. 16.1). С помощью полупрозрачной пластинки 3 излучение делится на две когерентные волны, одна из которых направляется на объект, а другая используется в качестве опорной. При помощи отклоняющих систем (дефлекторов или зеркал) и объектная и
98
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
опорная волны могут быть направлены под различными углами в различные участки регистрирующей среды. Если при записи всякий раз изменять угол падения опорной волны, то один и тот же участок среды будет содержать несколько независимых голограмм. При восстановлении изображения, направление восстанавливающей волны должно соответствовать направлению опорной в режиме записи голограммы. Заметим, что увеличение числа наложенных голограмм в одном носителе приводит к уменьшению дифракционной эффективности записи.
Рис. 16.1. Схема голографической записи информации:
1 - лазер; 2 - дефлектор; 3 - полупрозрачная пластинка; 4 - зеркало; 5 -объектив; 6 - объект; 7 - запоминающая среда
Голограмма может быть как двухмерной (когда толщина регистрирующей среды много меньше периода интерференционной картины), так и трехмерной (объемной). При восстановлении изображения трехмерная голограмма ведет себя как объемная дифракционная решетка. В этом случае на интерференционных слоях происходит брегговская дифракция восстанавливающей волны и интенсивность выходящего из среды излучения будет отлична от нуля при выполнении условия Брегга:
2d sin QB = к, (16.1)
где d - расстояние между соседними слоями в голограмме, QB - угол между падающим светом и плоскостью слоев. Из формулы (16.1) видно, что трехмерная голограмма обладает спектральной селективностью. Это очень важное свойство, так как оно позволяет использовать для восстановления голограммы излучение со сплошным спектром, например солнечное. Выбор длины волны в этом случае производит сама голограмма в соответствии с равенством (16.1). Кроме того, данное свойство позволяет записывать в одной и той же среде множество голограмм с помощью опорных излучений с различной длиной волны. Выделение требуемой информации производится путем облучения голограммы светом определенной длины волны.
Если голограмма записывается в слое фотоэмульсии, то восстанавливаемая волна изменяется голограммой как по интенсивности, так и по фазе (при записи изменяется прозрачность, толщина и показатель преломления эмульсии). Если же голограмма записывается в прозрачном
99
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
материале (обладающем, например, фотохромными или магнитооптическими свойствами), то изменяется только фаза восстанавливающей волны. В связи с этим различают фазовые и амплитудные голограммы. Голографическая запись может использоваться как в устройствах постоянной, так и реверсивной памяти.
Психофизические характеристики зрения. Считается, что более 70% всей информации человек воспринимает с помощью зрения. В оптоэлектронных системах отображение информации основывается на преобразовании электрических сигналов в яркостное поле, параметры которого должны соответствовать свойствам человеческого зрения. В связи с этим рассмотрим основные параметры и характеристики зрения.
Глазное яблоко человека имеет диаметр около 24 мм. С помощью хрусталика на сетчатке глаза формируется изображение предметов. В сетчатке расположены светочувствительные элементы, преобразующие свет в нервные импульсы посредством фотохимических реакций.
Угловая разрешающая способность нормального глаза равна примерно одной угловой минуте. Зона максимального разрешения глаза составляет 16 - 20 0 по горизонтали и 12 - 15 0 по вертикали. Полный угол зрения по горизонтали составляет около 1200, по вертикали - 900. С учетом этих свойств формат экранов для отображения информации должен выбираться таким, чтобы отношение его ширины и высоты составляло приблизительно от 4/3 до 5/3.
Быстродействие глаза характеризуется большой постоянной времени, так как обработка сигнала нервной системой осуществляется на основе химических процессов. Если частота мерцаний света превышает некоторую критическую величину, свет воспринимается как непрерывный (закон Тальбота). В зависимости от размеров и яркости объекта критическая частота составляет приблизительно от 50 до 60 Гц.
