Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Для того чтобы копия H2 характеризовалась высокой дифракционной эффективностью, зарегистрированная на ней интерференционная структура должна обладать высоким контрастом. Высокий контраст достигается, если отношение R интенсивностей недифрагированной и восстановленной голограммой H1 волн близко к единице [см. (7.31)]. Допустим сначала, что эти волны плоские. Предположим также, что голограмма H1 была оптимальным образом проэкспонирована (с отношением интенсивностей R = 1) и проявлена, так что ее оптическая плотность D = Ig (1/J) ^ 1,0 и пропускание по интенсивности J » 10% (см. гл. 9, § 6, п. 2). При этом интенсивность недифрагированной волны составляет примерно 10% интенсивности освещающего пучка. Как было показано в гл. 9, § 6, п. 2, максимальная дифракционная эффективность объемных пропускающих абсорбционных голограмм равна 3,7%, т. е. интенсивность восстановленной волны составляет 3,7% интенсивности освещающего пучка. При отношении R = = 10/3,7 = 2,7 контраст V интерференционной картины, образующейся на H2, согласно соотношению (7.31), равен 0,89 (если
646
ТРИ ТЕМЫ
ГЛ. 20.
I fir I = cos Q == 1). Дифракционная эффективность в соответствии с (7.38) пропорциональна F2. Таким образом, максимальная эффективность T)2, которую может иметь копия H2, выражается через эффективность T]1 голограммы H1 следующим образом:
JUL
41
Il
(0,89)2
1
= 0,8.
На фиг. 20.5 представлены фотографии двух изображений, восстановленных абсорбционной пропускающей голограммой и ее
ФИГ. 20.5.
Фотография изображений, восстановленных оригинальной объемной абсорбционной пропускающей голограммой (а) и ее копией (б).
копией. Обе голограммы зарегистрированы на фотопластинках Кодак 649F. При копировании эмульсия одной пластинки прилегала к непокрытой поверхности другой пластинки. Для уравнивания показателей преломления промежуток между пластинками заполнялся несколькими каплями ксилола, в результате чего интерференция отраженных лучей сводилась к минимуму. Дифракционная эффективность копии почти такая же, как и у оригинальной голограммы.
Если поменять местами голограммы H1 и JEf2 на фиг. 20.1, можно получать копии отражательных голограмм. Так же, как и в случае объемных пропускающих голограмм, освещающий пучок должен воспроизводить кривизну волнового фронта, направ-
§ 1.
КОПИРОВАНИЕ ГОЛОГРАММ
647
ление и длину волны опорного пучка, использованного при регистрации голограммы JSf1. Освещающий пучок проходит сначала через среду копии H2 и затем, дифрагируя на H1, распространяется обратно к Jy2- На H2 регистрируется картина интерференции падающей освещающей волны и дифрагированной в обратном направлении предметной волны, восстановленной голограммой H1. Если H1 — абсорбционная голограмма, интенсивность дифрагированной волны в лучшем случае составляет несколько процентов от интенсивности падающей волны (см. табл. 9.1).
При взаимодействии этой волны с падающим на голограмму световым пучком на голограмме H2 образуется низкоконтрастная интерференционная картина, и полученная копия обладает низкой дифракционной эффективностью. Если в качестве оригинала используется фазовая отражательная голограмма, например зарегистрированная на хромированном желатине, то интенсивность дифрагированной волны сравнима с интенсивностью падающего света. В этом случае копии могут иметь достаточно высокую дифракционную эффективность и давать высококачественные изображения. Качество изображения, восстановленного копией отражательной голограммы, оригинал которой был зарегистрирован на хромированном желатине, иллюстрируется фиг. 20.6. Копия была зарегистрирована на том же материале. Восстановление изображения, показанного на фиг. 20.6, осуществлялось с помощью лазерного излучения.
ФИГ. 20.6.
Фотография изображения, восстановленного копией фазовой отражательной голограммы.
Копия освещалась лазерным светом.
648
ТРИ ТЕМЫ
ГЛ. 20.
§ 2. Передача голограмм по телевидению
Поскольку голографическим способом можно получать трехмерные изображения, естественно возникает мысль об осуществлении трехмерного (объемного) телевидения на основе передачи голограмм [20.6]. В принципе можно получать голограмму непосредственно на экране передающей телевизионной трубки, передавать распределение интенсивности в интерференционной картине по телевизионным каналам и получать копию голограммы на принимающей станции. Копия должна получаться на прозрачной поверхности, которая при освещении ее лазерным светом позволила бы восстановить волну и получить желаемое изображение. Если такой процесс хотят использовать для воспроизведения трехмерных движущихся сцен, то все три стадии процесса (образование голограммы, ее передача и копирование) должны допускать получение новой голограммы через каждые 1/30 с. Как показано в гл. 18, § 2, если не применять методов уменьшения количества информации, то для передачи широкоугольной голограммы трехмерного объекта по используемым сегодня телевизионным каналам потребовалось бы несколько часов. Для осуществления телевизионной передачи голограмм нужно, кроме того, еще решить много проблем, относящихся к обоим концам передающего канала. Передающая трубка имеет ограниченную разрешающую способность. Следствием этого является либо ограничение поля зрения, либо ухудшение разрешения изображения (см. гл. 8, § 4, п. 1). Существующие лазерные источники характеризуются ограниченной когерентностью, что налагает определенные пределы на пространственную протяженность сцены. На конце, где находится приемное устройство, голограмма должна воспроизводиться на светочувствительном материале и затем стираться за промежуток времени между кадрами, т. е. за время, меньшее 1/30 с. Таким образом, трехмерное телевидение, основанное на образовании и передаче голограммы, представляет собой в действительности чрезвычайно сложную проблему.
