Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
ФИГ. 10.4. Кривые зависимости ~\/т\ от V для
реального регистрирующего материала. JR — отношение интенсивности опорного пучка к интенсивности предметного пучка.
удобнее использовать экспозиционные характеристики, приведенные на фиг. 10.4. В некоторых случаях, когда голограмма регистрируется в некогерентном свете, причем предметный волновой фронт интерферирует с самим собой, видность интерференционных полос V почти постоянна по всей плоскости голограммы (см. гл. 20). В этом сравнительно редком случае более удобны кривые на фиг. 10.3. В дальнейшем мы ограничимся обсуждением экспозиционных характеристик, приведенных на фиг. 10.4.
Чтобы получить такие характеристики для какого-нибудь регистрирующего материала, следует с его помощью зарегистрировать ряд голограмм, создаваемых двумя плоскими волнами. Каждой голограмме должно соответствовать определенное сочетание средней экспозиции E0 и отношения интенсивности интерферирующих пучков R. По величине R можно рассчитать видность
§ 7. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ЭКСПОЗИЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 313
полос V = 2]/i?/(l + R) [см. выражение (7.31) для случая \х = 1, Q = 0]. Если целью получения экспозиционных характеристик является определение наилучших условий записи голограммы при фиксированном угле между предметным и опорным пучками, то все голограммы должны быть зарегистрированы при одной и той же средней величине угла между интерферирующими пучками. После регистрации и проявления голограмм измеряют их дифракционную эффективность т). Далее строят совокупность
кривых У Г] (V) для различных значений параметра E0 в линейном масштабе, как это показано на фиг. 10.4. (Для удобства мы также приводим T] и R в нелинейном масштабе.)
Такой метод представления экспозиционных характеристик имеет определенные преимущества. Прежде всего, он подходит для любого регистрирующего материала, толстого или тонкого, амплитудного или фазового, для пропускающих или отражательных голограмм. Следовательно, он позволяет проводить прямое сравнение экспозиционных характеристик различных материалов г которые могут быть использованы для получения голограмм в данных конкретных условиях. Далее, отклонение характеристик любого реального материала от соответствующих характеристик идеального легко обнаружить и оценить путем сравнения экспериментальных кривых с кривыми фиг. 10.2. Такие кривые позволяют получить следующие важные данные:
1. Диапазон значений видности V или отношений интенсивности R, в котором запись голограммы линейна [что определяется
по прямолинейному участку кривой Ут] (V) при постоянном значении E0].
2. Максимально достижимую величину дифракционной эффективности.
3. Значение экспозиции, необходимое для получения заданной дифракционной эффективности (при постоянном значении F)7 т. е. меру чувствительности.
4. Оптимальное значение средней экспозиции, позволяющее достичь наилучшего компромисса между линейностью и дифракционной эффективностью.
На фиг. 10.4 величина экспозиции E01 представляет собой инерцию материала — минимальную экспозицию, при которой материал дает отклик; E02, E03, ?04, E05 — постепенно возрастающие экспозиции. Экспозиция E02 имеет недостаточную величину, поэтому дифракционная эффективность мала. При экспозиции, равной E03, прямолинейный участок кривой имеет самую большую длину, что позволяет зарегистрировать наибольшие вариации видности V. При экспозиции #04 достигается максимальная дифракционная эффективность. В области, лежащей между .E03 и E0^ возможен компромисс между линейностью и эффективностью,
314
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЗАПИСИ ГОЛОГРАММ
ГЛ. 10.
При экспозиции ^05 материал оказывается переэкспонированным и эффективность начинает уменьшаться.
Хотя значения эффективности, указанные на фиг. 10.4, относятся к элементарным голограммам, образованным двумя плоскими волнами, в некоторых случаях эти кривые могут быть использованы для оценки средней эффективности т] ср для более общего класса голограмм. Рассмотрим голограмму, образованную плоской опорной волной и диффузным предметным пучком. Нам нужно найти среднее значение видности Уср или среднее значение отношения интенсивыостей /?ср, что позволит перейти к среднему значению г) ср по кривым зависимости ]А] от V. Общая интенсивность света в плоскости голограммы, складывающаяся из интенсивности опорного и предметного пучков, измеряется с помощью приемника достаточно больших размеров, усредняющего интенсивность по большому числу интерференционных полос. Поскольку компонента интенсивности, вносимая диффузным предметным пучком, сама по себе является интерференционной картиной с высокой пространственной частотой или пятнистой структурой (см. гл. 8, § 2, п. 2), то детектируется только ее усредненное по площади значение. Это среднее значение почти постоянно по всей плоскости голограммы. Таким образом, мы можем выбрать подходящее значение средней экспозиции E0, но можем измерить только среднее значение отношения интенсивностей пучков R. По кривой зависимости ]/г) от V выбираем значение V или R. Поскольку мы можем установить только усредненное значение отношения интенсивностей /?ср, можно достичь разумного компромисса между линейностью и эффективностью, выбирая значение, соответствующее центральной точке прямолинейного участка кривой зависимости Уц от V. Среднее значение эффективности г)ср в этом случае определяется по вертикальной оси этого графика.
