Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Для этого случая максимальную эффективность единичной голо-
536
ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ
ГЛ. 16.
граммы, входящей в систему, содеря^ащую от 1 до 5 наложенных голограмм равной эффективности, можно найти по кривым фиг. 16.8. Максимальная эффективность подсчитывается как квадрат значений | S |, соответствующих точкам, где пунктирная линия пересекает кривые, соответствующие значениям a/aL = = 1, 2, 3,^4 и 5. Мы видим, что дифракционная эффективность падает от 3,7% для единичной голограммы до приблизительно 0,1% для 5 голограмм. Этот пример показывает, что при записи таким способом нескольких сотен голограмм, каждая из которых будет иметь крайне низкую дифракционную эффективность, возникает очень трудная проблема детектирования при считывании. Наиболее вероятно, что малая амплитуда дифрагированного сигнала потонет в шумах приемника или в шумах, вызванных рассеянием в регистрирующей среде (см. также гл. 17, § 6, п. 3, где показано, что при наложении M голограмм эффективность отдельной голограммы снижается в М* раз).
На практике при работе с толстослойными поглощающими материалами возникают затруднения при попытке равномерно экспонировать материал по всей толщине. Если первоначально прозрачный материал потемнел в результате экспозиции и после экспозиции не производилось проявления, то поверхностный слой среды становится переэкспонированным еще до того, как глубже расположенный слой получит экспозицию, соответствующую оптимальной плотности. Так обстоит дело с некоторыми фотохромними материалами. Эффективность голограмм, полученных в таких условиях, меньше, чем у голограмм с равномерно распределенной по толщине T плотностью почернения. Эффективная толщина при освещении оказывается меньше физической толщины Г, и угловая селективность голограммы падает. По мере записи новых голограмм оптическая плотность поверхностного слоя возрастаем уменьшая эффективную экспозицию глубже лежащих слоев. Более того, дифракционные свойства ранее записанных голограмм заметно ухудшаются. Ослабление освещающего пучка может стать настолько значительным, что он будет опрашивать только часть толщины голограммы. Шум возрастает, сигнал падает^ а угловая селективность уменьшается до такой степени, что восстановленные изображения перекрываются. Если же фото-хромный материал был предварительно окрашен ультрафиолетовым облучением и запись голограммы производится способом обесцвечивания при воздействии видимого света, тогда первое экспонирование осуществляется при значительном ослаблении. Обесцвечивание происходит неравномерно и наиболее значительно в поверхностном слое материала. Запись новых голограмм фактически переэкспонирует этот слой, содержащий наиболее эффективную часть первых голограмм, и нарушает их дифракционные свойства. Потери первоначально записанной информации огра-
§ 3. ГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ ЗАПИСЬ ИНФОРМАЦИИ 537
ничивают число амплитудных голограмм, которое можно наложить друг на друга. Как уже отмечалось, в фотохромном стекле удалось записать около 100 голограмм [16.8]. Недостаточная стабильность голограммы и необходимость использования света с одной длиной волны для записи и другой — для считывания также создают трудности при практической реализации. (Для неразрушающего считывания регистрирующая среда должна быть нечувствительна к длине волны считывающего света.)
Фотографические слои, как и некоторые фотохромные среды, реагируют на падающий свет возрастанием оптической плотности, но основное увеличение плотности происходит после экспозиции при проявлении, благодаря чему устраняется проблема неравномерного экспонирования. Однако из-за мокрой обработки фотослоя возникают дополнительные проблемы, которые полностью ликвидируют это преимущество. В результате процесса фиксирования эмульсионный слой подвергается усадке (см. гл. 10, § 8, п. 4). Степень усадки может быть неравномерной по толщине эмульсионного слоя, вследствие чего первоначальные расстояния между интерференционными поверхностями нарушаются; это уменьшает угловое разрешение и количество голограмм, которое можно записать без взаимных помех.
Чувствительность фазовых и амплитудных голограмм к длине волны освещающего света описывается формулой (9.88):
AX0 dctg Q0 ~Ха~~~ T •
Из нее вытекает, что в толстослойной среде можно записать большое число голограмм и осуществить их раздельное считывание1, если для записи каждой из них использовать свою длину волны. (Именно этот принцип лежит в основе объемной цветной голографии, рассматриваемой в гл. 17.) Для быстрого произвольного считывания необходим источник света, длина волны которого может изменяться с помощью какого-либо электронного устройства. Хотя на этом пути и получены некоторые результаты, практически для считывания удобнее применять метод углового отклонения луча, основанный на использовании угловой селективности объемных голограмм. Анализ, проведенный в п. 5 и 6, показывает, что для реализации потенциальных возможностей систем оптической памяти на объемных голограммах необходим регистрирующий материал с улучшенными характеристиками, который пока еще не создан. Такой материал должен иметь достаточную чувствительность к длине волны, используемой при записи голограмм, и обладать достаточной стабильностью после окончания записи. Желательно иметь возможность производить запись фазовых голограмм в виде скрытых изображений с последующим проявлением и фиксированием.
