Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Требования к сохраняемости и стираемости записи в значительной степени определяются характером решаемой задачи. Однако при этом необходимо учитывать уменьшение дифракционной эффективности, чувствительности и разрешающей способности материала,, которое неизбежно сопровождает увеличение способности к многократной записи.
§ 5. Шумы и линейность записи
Под шумом мы подразумеваем нежелательный световой потокг дифрагированный или рассеянный голограммой в направлении восстановленной волны. Мы рассматриваем следующие источники шума:
1. Хаотическое рассеяние сигнального и опорного пучков во время экспонирования, вызванное зернистостью регистрирующего материала.
2. Хаотическое рассеяние восстанавливающего пучка и восстановленной волны, вызванное зернистой структурой голограммы.
3. Пространственная модуляция опорной волны при записи и восстановлении.
4. Нелинейность записи сигнальной волны.
5. Оптическая неоднородность и деформации поверхности регистрирующего материала.
Влияние первого и второго источников шума обычно невелико, за исключением случая записи множества голограмм на одном и том же участке регистрирующего материала или применения специальных методов получения голограмм в некогерентном свете. Третий источник шума не связан со свойствами регистрирующего материала и имеет существенное значение только в том случае, когда для записи голограммы используется пространственно-моду-
§ 6. ИДЕАЛЬНОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ВОЛНОВОГО ФРОНТА 307
лированный опорный пучок. Даже если комплексная амплитуда восстанавливающей волны в плоскости голограммы строго пропорциональна амплитуде исходной опорной волны, то и тогда этот источник шумов приводит к размытию восстановленной предметной волны [см. формулу (14.23)].
По всей вероятности, наиболее важен четвертый источник шума — нелинейная запись сигнальной волны. Влияние нелинейной записи рассмотрено в гл. 12. В этой главе мы обсудим экспериментальные методы, обеспечивающие для данного материала линейность записи.
Пятая причина шума возникает или в процессе изготовления регистрирующего материала, или в процессе его обработки после экспонирования. Если внутри материала существуют дефекты (что обычно наблюдается, например, в крупных кристаллах сегнето-электриков) или соответствующие поверхности материала не являются строго плоскими, то волновые фронты при прохождении через материал претерпевают искажения. Однако эти нежелательные дефекты часто удается обнаружить перед экспонированием и отбросить негодные пластинки. Мокрая обработка фотографических слоев, в особенности их отбеливание, так же как обработка слоев хромированного желатина, может привести к искажениям поверхности желатина или внутренним изменениям. Поверхностные искажения обычно преобладают, однако они легче устраняются.
§ 6. Идеальное восстановление волнового фронта и идеальный регистрирующий материал
После рассмотрения некоторых необходимых, желательных или неизбежных свойств материалов для записи голограмм перейдем к анализу свойств материала, позволяющего получить идеальное восстановление волнового фронта. Предположим, что после записи и обработки регистрирующий материал возвращен в то самое положение, которое он занимал при регистрации, и голограмма освещена исходной опорной волной. Определим комплексную амплитуду при идеальном восстановлении предметной волны в форме, не зависящей от того, является ли голограмма плоской или объемной, амплитудной или фазовой, пропускающей или отражательной.
Для этого прежде всего рассмотрим интерференцию предметной и опорной волы в отсутствие регистрирующего материала. Выберем определенную плоскость ху в зоне интерференции и обозначим комплексную амплитуду предметной волны в этой плоскости через а (х, у), а комплексную амплитуду опорной волны в той
20*
308
материалы для записи голограмм
гл. 10.
же плоскости через г (х, у). Запишем интенсивность интерференционной картины в плоскости ху в виде [см. (1.15)]
/ (х9 у) = аа* + rr* + га* + г*а. (10.10)
Чтобы записать голограмму, регистрирующий материал помещают в зону интерференции, которая примыкает к плоскости ху, не включая ее в себя. Материал расположен таким образом, что при реконструкции восстановленная волна выходит из него и проходит сквозь плоскость ху. Таким образом мы можем легко измерить значения интенсивности предметной, опорной и восстановленной волн в плоскости ху. Будем рассматривать комплексную амплитуду освещающей волны в той же плоскости и обозначим ее (в отсутствие голограммы) г (х, у).
Последний член в правой части выражения (10.10) соответствует восстановленной предметной волне. Для плоской амплитудной голограммы комплексная амплитуда восстановленной волны в плоскости голограммы ху представляет собой функцию произведения комплексной амплитуды освещающей волны г (х, у) на экспозицию тег*а [см. (7.32)]. Поскольку наше определение идеального восстановления должно распространяться на этот частный случай, так же как и на другие типы голограмм, полезно ввести комплексную амплитуду при идеальном восстановлении волны
