Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
ФИГ. 8.13. Освещение голографируемого транспа-
ранта через диффузный экран, о — получение голограммы; б — наблюдение мнимого изображения.
ческую запись, то интенсивность опорного пучка должна быть больше интенсивности сигнального пучка по всей плоскости голограммы (см, гл. 7, § 2, п. 2). В тех местах, где сигнальный пучок слаб, отношение интенсивностей пучков будет слишком
§ 2. ГОЛОГРАФИРОВАНИЕ ПРИ ДИФФУЗНОМ ОСВЕЩЕНИИ 225
большим и, следовательно, дифракционная эффективность соответствующего участка голограммы мала.
Эти недостатки можно устранить, если использовать диффузное освещение голографируемого транспаранта [8.7]. Для этого между
ФИГ. 8.14.
Фотографии действительных изображений диффузно освещенного предмета, которые получены при освещении голограммы пучком уменьшающегося диаметра.
Диаметр пучка составляет (слева направо) 0,81, 0,26 и 0,08 см.
лазерным источником и транспарантом обычно помещают диффузный экран, например матовое стекло. Так как диффузный экран рассеивает свет в широком телесном угле, то теперь наблюдателю не нужно менять положения головы, чтобы видеть весь транспарант. То же справедливо и для наблюдения мнимого изображения, образованного восстановленной предметной волной, по крайней мере в том интервале углов, в который попадают падающие на голограмму и регистрируемые ею лучи.
Хотя фаза диффузного света, идущего от предмета, представляет собой быстро меняющуюся пространственную функцию координат в плоскости голограммы, свет в этой плоскости может сохранять когерентные свойства. Это происходит, если 1) исходная волна, освещающая диффузный экран, пространственно когерентна по всей площади экрана, 2) максимальная длина пути света от источника до голограммы через диффузный экран отличается от длины пути опорного пучка не больше, чем на длину когерентности и 3) экран остается неподвижным. Схема установки для получения голограммы при диффузном освещении транспаранта показана на фиг. 8.13, a, a схема наблюдения мнимого изображения — на фиг. 8.13, б.
Голограмма, полученная при диффузном освещении, обладает рядом замечательных свойств Поскольку диффузный экран имеет
15-0990
226
АНАЛИЗ ПЛОСКИХ ГОЛОГРАММ
ГЛ. 8-
более широкий спектр пространственных частот, чем транспарант, он рассеивает свет в широком телесном угле, так что каждая точка
пучон
ФИГ. 8.15. Максимальные углы между опорными
и предметными лучами, достигающими голограммы при недиффузном (а) и при диффузном (б) освещении предмета.
в плоскости голограммы получает свет от всех точек транспаранта. На стадии восстановления через любую часть голограммы можно наблюдать все мнимое изображение предмета. При смещении
§ 2. ГОЛОГРАФИРОВАНИЕ ПРИ ДИФФУЗНОМ ОСВЕЩЕНИИ 227
направления наблюдения изображение видно с другой стороны. Если мы имеем голограмму двумерного транспаранта и хотим наблюдать в некоторой плоскости его действительное изображение, то сможем получить его целиком даже в том случае, когда голограмма оказалась разбитой или поврежденной, так что сохранился лишь небольшой участок. Конечно, разрешение изображения тем хуже, чем меньше площадь оставшейся части голограммы (как и в случае линзы конечных размеров). На фиг. 8.14 представлены фотографии трех действительных изображений, восстановленных с одной и той же голограммы, освещаемой лазерным пучком уменьшающегося диаметра. Способность нелокально регистрировать информацию, свойственная голограммам, полученным при диффузном освещении предмета, может оказаться ценной для хранения информации. В то время как при использовании микроизображений царапина или пятно на них приводит к полному уничтожению части информации, информация, записанная на голограмме при диффузном освещении, оказывается сравнительно невосприимчивой к подобным дефектам регистрирующей среды.
Использование диффузного освещения выдвигает повышенные требования к разрешающей способности регистрирующей среды. Максимальная частота полос, которая доляша быть зарегистрирована на голограмме, определяется максимальным углом, образованным предметными лучами с направлением распространения опорного пучка. На фиг. 8.15, а показан угол г|?, образованный плоской опорной волной и лучами недиффузного света, прошедшего через транспарант. Помещая диффузный экран между источником света и транспарантом, можно существенно увеличить угол \\> (фиг. 8.15, б).
1. Трехмерные изображения
Большинство трехмерных объектов отражает свет более или менее диффузно, так что их голограммы обладают только что рассмотренными свойствами. Кроме этих свойств, существуют другие, связанные с трехмерностью предмета. Так как голограмма может восстанавливать волну, являющуюся точной копией исходной предметной волны, то мнимое изображение, из которого кажется исходящей восстановленная волна, будет обладать такой же глубиной и параллаксом, как и исходный объект. Изображение, которое воспринимает наблюдатель правым и левым глазом, формируется лучами, проходящими через различные участки голограммы; таким образом, каждый глаз наблюдателя воспринимает изображение из разных точек зрения (фиг. 8.16). Эти точки зрения совпадают с теми, из которых видел исходный предмет наблюдатель, рассматривавший его через отверстие, определяемое размерами голограммы. Как при наблюдении изображения, так и при наблюдении самого объекта создается одинаковое ощущение
