Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Схемы на фиг. 8.8 и 8.9 можно с равным успехом использовать для получения действительного изображения при условии, что голограмма тонкая. Для толстых голограмм больше подходит схема на фиг. 8.9, поскольку закон Брэгга (критерий максималь-
220
АНАЛИЗ ПЛОСКИХ ГОЛОГРАММ
ГЛ. 8.
ной интенсивности волны, дифрагированной объемной решеткой) одинаково удовлетворяется при использовании как исходной опорной волны, так и сопряженной волны (см. гл. 1, § 6). Если реги-
ФИГ. 8.9. Другой метод получения действитель-
ного изображения, расположенного на оси.
стрирующую среду нельзя считать строго двумерной, то схема на фиг. 8.7 больше подходит для получения мнимого изображения, а схема на фиг. 8.9 — для получения действительного изображения.
3. Требования к когерентности излучения при получении внеосевых голограмм
Длина когерентности лазерного излучения, используемого для получения голограммы по схеме фиг. 8.1 с наклонным опорным пучком, должна быть больше, чем при применении схемы с осевым опорным пучком. Мы можем найти связь между необходимой длиной когерентности и геометрией схемы получения голограммы, рассмотрев сначала интерференцию двух плоских волн (фиг. 8.10). !!смодулированный предметный (сигнальный) пучок распространяется по оси, а опорный пучок составляет с ним угол 0. Отсюда следует, что длины путей от источника до фотографической пластинки для всех лучей пучка одинаковы, в то время как для опорного они различны; наибольшая разность равна Z1.
§ 1. ПОЛУЧЕНИЕ ГОЛОГРАММ G НАКЛОННЫМ ОПОРНЫМ ПУЧКОМ 221
Мы можем сделать так, чтобы длина пути центрального опорного луча была равна длине пути сигнальных лучей; в таком случае максимальная разность хода сигнального и опорного пучков
Z
Предметный пучок
ФИГ. 8.10.
Максимальная разность хода Z4 лучей в плоскости голограммы для наклонной плоской опорной волны.
будет составлять
4 = fain 16I = I-Xg1., (8.11)
где а — размер пластинки; | 9 | — величина угла, который опорный пучок составляет с осью z, и ?r — соответствующая пространственная частота опорной волны. Таким образом, даже при отсутствии какой-либо информации в предметном пучке длина когерентности должна быть по крайней мере IJ2.
Теперь рассмотрим дополнительную разность хода сигнального пучка, обусловленную дифракцией на транспаранте, содержащем некоторую информацию (фиг. 8.11). При малых значениях 9маКс наибольшая длина пути предметных лучей отличается от длины пути немодулированного сигнального пучка на величину
Z2 = Т^ТГ--d A T Ємакс « 4 Ломако (8.12)
cos имакс Z 4
Здесь d — расстояние между транспарантом и пластинкой; ^макс — максимальный угол дифракции плоской волны на транспаранте и Нмакс — максимальная пространственная частота транспаранта. Таким образом, если длина пути центрального луча опорного пучка равна длине пути центрального луча сигналь-ного пучка, то окончательное требование к длине когерентности
222
АНАЛИЗ ПЛОСКИХ ГОЛОГРАММ
ГЛ. 8.
лазерного излучения принимает вид
При осевом расположении Габора ?r = 0 и необходимая длина когерентности Ln должна быть всего лишь равна или больше Z2-Существует несколько методов получения внеосевых голограммг
ФИГ. 8.11. Максимальная разность хода h для сиг-
нального пучка, несущего информацию о предмете.
которые позволяют использовать излучение примерно с такой же длиной когерентности. В этих методах применяется особое расположение оптических элементов, и они предназначены для получения голограмм в тех случаях, когда для освещения используется нелазерный свет [8.5, 8.6] или излучение многомодовых импульсных лазеров (см. гл. 11, § 6, п. 1).
§ 2. Голографирование с наклонным опорным пучком при диффузном освещении предмета
Как уже указывалось, один из недостатков метода освещения голографируемого транспаранта плоской (или сферической) волной заключается в трудности наблюдения мнимого изображения. Другой недостаток проявляется, даже когда мы наблюдаем действительное изображение. Пылинка или дефект на поверхности какого-либо оптического элемента, используемого для расширения освещающего предмет пучка (см. гл. 7, § 3), при восстановлении может вызвать появление концентрических колец, локализованных
§2.
ГОЛОГРАФИРОВАНИЕ ПРИ ДИФФУЗНОМ ОСВЕЩЕНИИ
223
в плоскости изображения. Эта кольцевая структура видна на фиг. 8.12. Она напоминает зонную пластинку и представляет собой спроецированную на плоскость предмета картину интерференции сферических волн (возникших при рассеянии света на пылинке) с невозмущенной волной, освещающей транспарант.
Третий недостаток заключается в том, что при освещении голографируемого транспаранта плоской волной интенсивность
ФИГ. 8.12. Действительное изображение транспа-
ранта, восстановленное с голограммы, полученной при недиффузном освещении. (По Лейту и Упатниексу [8.2].) Видны шумы в виде системы колец.
224
АНАЛИЗ ПЛОСКИХ ГОЛОГРАММ
ГЛ. 8.
прошедшего через него света изменяется в широких пределах, определяемых вариациями пропускания предмета. Этот недостаток также является следствием проецирования сигнальной волны на голограмму. Если необходимо произвести линейную голографи-
