Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
2. Разрешение изображения может быть близким к дифракционному пределу, обусловленному диаметром голограммы.
3. При правильном получении голограмм эта информация оказывается записанной избыточно и запись относительно нечувствительна к пыли и дефектам регистрирующей среды.
3. Запись голограмм
В некоторых отношениях при записи голограмм удобно использовать рассеянный свет для освещения входной страницы, как, например, в показанной на фиг. 16.1 линзово-растровой системе
ГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПАМЯТИ
547
с микроизображениями. Рассеянный свет обеспечивает избыточность записи, для осуществления которой необходимо только перемещать между экспозициями апертурную маску, ограничивающую участки записи отдельных голограмм. Однако в случае когерентного освещения использование рассеивающего экрана приводит к возникновению пятнистости в изображении. Как указано в гл. 8, § 2, п. 2, и в гл. 12, при освещении рассеянным
ФИГ. 16.12.
Способ получения фурье-голограмм для голографической системы памяти с бегущим пятном.
Плоскость записи приблизительно совпадает с фокальной плоскостью объектива.
когерентным светом наблюдатель воспринимает зернистую картину, в которой размер зерна или пятна определяется разрешающей силой оптической системы для наблюдения (или глаза). Изображения, восстановленные с помощью голограмм, также характеризуются пятнистой структурой. В случае малых голограмм (как, например, в системе памяти с бегущим лучом) размер пятна, обусловленного когерентностью, определяется дифракционным пределом разрешения голограммы, т. е. ее диаметром. При освещении голограммы пятнистая структура накладывается на восстановленное изображение. Эти пятна неотличимы от несущих
35*
548
ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ
ГЛ. 16-
информацию точек на страницах, записанных в двоичном коде, а поскольку размер информационных точек также лежит на пределе разрешения, то изображение теряется.
Используемая на практике схема получения голограмм в плоскости памяти показана на фиг. 16.12. Основной принцип записи был рассмотрен в гл. 8, § 4, п. 2. Уместно подчеркнуть, что получение фурье-голограмм по схеме фиг. 16.12 позволяет наилучшим образом использовать ограниченную площадь голограммы. В этом
случае на голограмме конечных размеров удается записать наиболее широкий диапазон пространственных частот объекта, и, следовательно, при восстановлении может быть получено наиболее высокое разрешение по всей площади изображения. Поскольку каждая точка фурье-образа, записанная в плоскости голограммы, характеризует общую амплитуду световых колебаний определенной пространственной частоты, испускаемых всеми участками объекта, запись информации с помощью фурье-голограммы носит избыточный характер. Одно из очевидных преимуществ записи фурье-голограмм, которым нельзя пренебрегать при записи 104 голограмм, состоит в том, что лазерный свет концентрируется на площади регистрации, что снижает время экспонирования до минимальной величины. G другой стороны, важнейший недостаток фурье-голограмм хорошо иллюстрируется фиг. 16.13,
ГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПАМЯТИ
549
на которой представлен увеличенный фотоснимок той части фурье-образа входной страницы, которая покрывает собой площадь индивидуальной голограммы диаметром 1,4 мм на фурье-плоско-сти. (Сама страница содержит около 104 точек при регулярном их расположении, как показано на фиг. 16.14, б.) Фурье-образ регулярной двумерной матрицы прозрачных точек во входной плоскости представляет собой подобную матрицу в плоскости фурье-образов [16.14]. Из фиг. 16.13 видно, что на значительной
ФИГ. 16.14.
а — распределение интенсивности
в «почти-фурье-образе» входной страницы (диаметр картины 1,25 мм); б — изображение страницы, восстановленное с помощью голограммы, полученной с использованием картины а.
На странице имеется почти 104 ярких точек-, диаметр каждой из них 100 мкм.
части площади голограммы не зарегистрировано голографической интерференционной картины, и голограммы, полученные при таком характере объекта, должны обладать низкой дифракционной эффективностью. Яркие участки картины на фиг. 16.13 отражают основную периодичность регулярного изображения страницы.
На высококонтрастном фотоснимке не зарегистрирована чрезвычайно существенная информация об отсутствующих точках (нулях), которые должны выявиться как участки слабой интенсивности между яркими участками. Однако эти компоненты плохо регистрируются и самим голографическим процессом. Когда
550
ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ
ГЛ. 16.
интенсивность опорного луча достаточно высока, чтобы обеспечить линейность записи в ярких участках, она оказывается слишком высокой для адекватной записи слабых компонент. При восстановлении с помощью такой голограммы их интенсивность оказывается слишком малой, из-за чего отношение сигнал — шум не будет иметь нужной величины.
Чтобы достичь эффективного компромисса между требуемой избыточностью записи и нежелательно большим диапазоном яркости объекта, связанным с записью точно в фурье-плоскости, следует поместить голограмму несколько ближе к объективу (т. е. на расстоянии, меньшем фокусного расстояния). Фиг. 16.14, а иллюстрирует степень однородности в этой плоскости, смещенной от фокальной плоскости на 1/20 фокусного расстояния. Диаметр изображения равен 1,25 мм. При записи с параллельным опорным пучком и последующем освещении такая голограмма восстанавливает изображение входной страницы размером 2,5 X 2,5 см2, содержащей приблизительно 104 логических «единиц». На фиг. 16.14, б представлен фотоснимок изображения. Каждая яркая точка, или логическая «единица», имеет диаметр 100 мкм; расстояние между точками составляет 250 мкм.
