Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
АССОЦИАТИВНАЯ ПАМЯТЬ
431
При этом в первом приближении изменится только положение или увеличение изображения предмета.
Если в качестве опорного источника используется обычный отражающий (или пропускающий) диффузный объект, то величина саг* может быть приблизительно пропорциональна а. В этом случае как амплитуда, так и фаза волны г (х, у) на голограмме будут пространственно-модулированы. Однако, если не учитывать пятнистую структуру (см. гл. 8, § 2, п. 2, и гл. 12), интенсивность несфокусированного света, идущего от рассеивателя, оказывается макроскопически однородной. В этом смысле важно рассматривать гг* как постоянную величину, не зависящую от координат на голограмме. Для с = г имеем
car* = гг*а~ а.
1. Эксперимент с фантомным изображением
На фиг. 14.1а приведена схема получения голограммы, в которой источниками как предметной, так и опорной волны являются диффузно отражающие предметы [14.1]. Расположенный горизонтально металлический брусок с прорезью служит предметом, а стоящий вертикально брусок с несколькими отверстиями играет роль опорного источника. Их матированные поверхности одновременно освещаются лазерным пучком ограниченного кругового сечения. Участки брусков, освещенные лазерным пучком, видны на фотографии в левой верхней части фиг. 14.16 как более яркие. Эта фотография сцены, наблюдаемой со стороны голограммы, была получена при комнатном освещении и при одновременном освещении излучением лазера для того, чтобы предметный и опорный источники были видны более четко. Каждый брусок отражает свет в широком интервале углов, благодаря чему обеспечивается перекрытие двух волн, отраженных по направлению к голограмме. Хотя при описании голографического процесса восстановления целесообразно проводить различие между предметным и опорным источниками или предметной и опорной волнами, голограмма, полученная таким образом, является простой фотографией френелевской (ближнего поля) дифракционной картины когерентно освещенной сцены.
После соответствующего экспонирования и проявления голограмма, на которой зарегистрирована эта дифракционная картина, помещалась точно на первоначальное место и горизонтальный брусок убирался (правая фотография на фиг. 14.16). Лазерный свет, отраженный от вертикального бруска, продолжал освещать голограмму точно так же, как и во время получения голограммы. На нижней фотографии фиг. 14.16 показана сцена, наблюдаемая через освещенную голограмму. Здесь вместе с вертикальным бруском, играющим роль опорного источника, ясно видно изображение
432
ГОЛОГРАММНЫЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ФИЛЬТРЫ
ГЛ. 14
той части горизонтального бруска с прорезью, которая была освещена лазером во время получения голограммы. Изображение, которое появляется, когда голограмма освещается соответствую-
щей пространственно-модулированной опорной волной, часто называют фантомным изображением. Если убрать вертикальный брусок, оставив горизонтальный, который играет роль освещающего источника, то появится фантомное изображение вертикального бруска.
2. Допустимые смещения опорного источника
Чтобы получить хорошее восстановление с помощью пространственно-модулированной опорной волны, голограмму следует возвратить точно в ее первоначальное положение и использовать в качестве опорной волны то же самое лазерное освещение, как и во время получения голограммы. Если в описанном выше эксперименте либо вертикальный брусок (опорный источник), либо голограмма в какой-то момент чуть-чуть смещаются, то фантомное изображение предмета исчезает и на его месте остается только диффузная засветка — «шум». Найти допустимую величину смещения опорного источника можно из следующих соображений. Предпо-
Голограмма
ФИГ. 14.1а.
Схема регистрации голограмм в экспериментах по получению фантомных изображений.
АССОЦИАТИВНАЯ ПАМЯТЬ
433
ложим, что голограмма получается с диффузным опорным источником. Голограмма обрабатывается, помещается в ее первоначальное положение и освещается тем же самым, но слегка смещенным
ФИГ. 14.16. Получение фантомных изображений.
(По Кольеру и Пеннингтону [14.1].) Вверху: слева — исходная предметная сцена, справа — опорный (освещающий) источник (обычные фотографии); внизу — фантомное изображение, наблюдаемое сквозь голограмму.
опорным источником (фиг. 14.2). Допустим, что в результате этого смещения происходит сдвиг фронта опорной волны на голограмме на расстояние с в направлении у (фиг. 14.2; для простоты мы ограничиваемся рассмотрением в плоскости yz). Роль опорного источника играет большой диффузный экран PiP2, освещенный
28-0990
434
голограммные пространственные фильтры гл. 14.
плоской волной. Экран рассеивает свет в широком телесном угле. Однако на голограмму попадает только свет, распространяющийся в пределах угла 20, который определяется расстоянием от рассеивателя до голограммы. (Голограмму, изображенную на фиг. 14.2, можно считать небольшим участком голограммы произвольных размеров.) Конус лучей, в пределах которого свет падает на голограмму, ограничен осью пучка, исходящего из точки P1, составляющей с осью z угол —9, и осью пучка, исходящего из точки P2, которая составляет с осью z угол +8. Чтобы показать, к чему приводит перемещение диффузного опорного источника, достаточно рассмотреть лучи, соответствующие только этим предельным направлениям.
