Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
В предметный пучок помещен диффузный экран, изображение которого проецируется на плоскость голограммы. Если можно
366
ГОЛОГРАФИЯ G ИМПУЛЬСНЫМИ ЛАЗЕРАМИ
ГЛ. И
пренебречь аберрациями системы, формирующей изображениег то можно считать, что изображение плоскости экрана лежит в плоскости голограммы. Следовательно, нужно только осветить диффузный экран под тем же углом, под которым опорный пучок освещает голограмму, и тогда в каждой точке голограммы сойдутся соответствующие друг другу лучи. Поскольку система линз формирует перевернутое изображение, в опорный пучок, очевидно,, необходимо ввести компенсирующие переворачивающие призмы. Формирование изображения осуществляется двумя плоско-выпуклыми линзами В. Каждая из линз имеет фокусное расстояние /. Две плоско-выпуклые линзы А используются как конденсор и формируют в центральной плоскости линз В изображение мнимого источника, освещающего экран. Системы линз А и В совместно служат для того, чтобы сделать оптическую длину пути от любой точки экрана до соответствующей ей точки на его изображении величиной, более или менее не зависящей от положения точки на экране. Кроме того, каждая из плоско-выпуклых линз компенсирует абберации парной ей линзы. Чтобы эффективно использовать диффузный экран, нужно освещать его по нормали к поверхности. Ряд тонких призм, расположенных вблизи поверхности экрана, служит именно этой цели. При этом каждая призма настолько тонка, что оптическая разность хода, которую она вносит, много меньше длины когерентности лазера. На фиг. 11.8 помещена фотография изображения, восстановленного с голограммы, полученной на установке фиг. 11.7 х).
2, Применение одночастотного импульсного лазера
При использовании в качестве источника излучения одночастотного импульсного лазера с длиной когерентности около 1 м для получения голограмм могут применяться обычные схемы. Благодаря малым временам экспозиции ослабляются требования к механической стабильности установки и получение пропускающих [11.19] и отражательных [11.20] голограмм высокого качества оказывается сравнительно простым. Если применяется рубиновый усилитель, а опорный пучок формируется за счет части излучения, поступающего на вход усилителя, то путь предметного пучка должен быть увеличен на отрезок AL7n [см. (11.17)]. Величину AL7n, при которой обеспечивается максимальная видность полос, лучше всего находить экспериментально.
Если объектом голографирования является человек (или другое живое существо), то необходимо, чтобы уровень энергии излу-
г) Оригинальная схема, в которой рассеиватель также проецируется на голограмму, но одновременно служит светоделителем, предложена в работе [11.29].— Прим. ред.
УСТАНОВКИ С ИМПУЛЬСНЫМИ ЛАЗЕРАМИ
367
ФИГ. 11.8. Фотография изображения, восстанов-
ленного с голограммы, полученной по схеме фиг. 11.7.
Пуля (калибр 22) пробила тонкую медную пластинку, образовав ударную волну.
368
ГОЛОГРАФИЯ С ИМПУЛЬСНЫМИ ЛАЗЕРАМИ
гл. 11.
чения, попадающего в глаза, был безопасным. На фиг. 11.9 показана схема, с помощью которой, используя импульсный лазер, можно получать голографические изображения человека, не причиняя ему вреда. Здесь расширенный пучок лазерного излучения не сразу падает на объект, а сначала проходит через диффузный экран. Кроме того, можно снижать уровень энергии,
ФИГ. 11.9.
Схема получения голографического изображения человека с помощью одночастотного рубинового лазера с модулированной добротностью. (По Энсли [11.11].)
применяя высокочувствительные фотоматериалы (см. § 9). На фиг. 11.9 представлена установка для получения пропускающих голограмм. Однако можно сделать так, чтобы опорный пучок освещал противоположную объекту сторону фотопластинки; в этом случае возможно получение отражательных голограмм. Как мы увидим далее, именно опорный пучок представляет наибольшую опасность для объекта. В силу высокой направленности этого пучка он может сфокусироваться на сетчатке глаза в пятно малого размера и освещенность сетчатки может превысить безопасный уровень. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы случайно отраженная или прошедшая часть опорного пучка не попала в глаза. Чтобы обнаружить нежелательные рефлексы,
24-0990
370
ГОЛОГРАФИЯ С ИМПУЛЬСНЫМИ ЛАЗЕРАМИ
ГЛ. 11.
нужно предварительно осветить установку лазером непрерывного действия, пучок которого направлен так же, как пучок импульсного лазера. На фиг. 11.10 помещена фотография трехмерного голографического портрета Л. Д. Зиберта.
§ 7. Максимально допустимая скорость движения объекта
Главное достоинство использования в голографии импульсных лазеров состоит в возможности получения голограмм движущихся объектов и быстропротекающих процессов. Однако здесь допустимые скорости движения- объектов ниже тех, которые возможны при высокоскоростной фотографии, за исключением случаев движения в строго определенном направлении [11.21]. За время экспозиции максимальное изменение оптической длины пути предметного пучка от источника до голограммы в результате перемещения объекта не должно превышать Я/2. В противном случае интерференционная картина окажется совершенно размытой и голограммы не получится. Таким образом, хотя длительность импульса 2At очень невелика, возможное перемещение объекта тоже мало, и скорость его в произвольном направлении обычно не должна превышать нескольких метров в секунду.
