Оптические голографические приборы - Морозов А.М.
ISBN 5-217-00074-0
Скачать (прямая ссылка):
Из восстановленного изображения набора цифровых кодов с помощью щелевых диафрагм выделяют изображение одного кода числа, равного результату измерения. Считывание информации осуществляется с помощью блока фотоприемников. Смена изображения одного цифрового кода другим сопровождается смещением изображения первичного кода в плоскости щелевых диафрагм и изменением сигнала на выходе фотоприемников, что служит дополнительной информацией о смене кодов и позволяет повысить точность измерения за счет увеличения числа зон квантования области измерения.
Экспериментальные образцы голографических датчиков с корреляционной обработкой информации показали
95 реальную возможность измерения деформаций и микроперемещений с точностью ±1 мкм.
5. Голографические запоминающие, устройства
Процесс получения голограммы на фотопластинке можно представить как запоминание некоторого количества информации в регистрирующей среде, а процесс восстановления — как считывание этой информации. Поэтому часто говорят об информационной емкости голограммы, понимая под этим максимальное количество информации, которое может храниться на данной голограмме. Эта величина будет тем больше, чем с большей плотностью информация записывается на носитель с регистрирующей средой и чем больше размеры самой голограммы.
Как известно, информация об объекте фиксируется на голограмме в виде совокупности интерференционных полос, причем расстояние между соседними полосами имеет порядок длины волны света, используемого в процессе получения голограммы. Следовательно, максимально возможная плотность записи информации обратно пропорциональна квадрату длины волны света с коэффициентом пропорциональности порядка единицы.. Например, если для записи информации используется излучение гелий-неонового лазера (с длиной волны равной 0,63 мкм= = 0,63• IO"4 см), то на 1 см2 голограммы можно записать до 3- 10й бит (бит — это двоичная единица информации, принимающая значения 0 или 1). При этом, естественно, предполагается, что регистрирующая среда, на которой записывается голографическое поле, обладает разрешающей способностью, превышающей 2000 линий/мм. Такие вещества, как указывалось ранее, существуют и широко используются в голографии.
Однако реализовать на практике столь высокую плотность записи не удается. Это объясняется тем, что лазерное излучение с ограниченной пространственной и временной когерентностью вызывает смазывание интерференционной картины и уменьшение когерентности, так как особо мелкие детали восстановить становится невозможно. На уменьшении контрастности сказываются также различного рода пространственные шумы, заключающиеся в наличии на голограмме трещин, пыли и других дефектов. Некоторое ограничение плотности записи обуславливается также несовершенством входящих в состав голографических установок оптических приборов, например объективов, применяемых при получении голограмм Фурье. Кроме того, для увеличения надежности практических, систем приходится вводить различные коэффициенты запаса, что также уменьшает плотность записи. Поэтому практически достижимым значением плотности записи информации на голограмму в настоящее время можно считать 3- IOb бит/см2.
Вторым фактором, определяющим информационную емкость голограммы, является ее размер, который тоже, как оказывается, ограничен. Дело в том, что во всех известных голографических запоминающих устройствах (ГЗУ) применяют оптические элементы (линзы объектива и электрооптической системы отклонения луча лазера), размеры которых должны быть сравнимы с размерами голограммы. В настоящее время практически невозможно изготовить качественную линзу диаметром 20—30 см. Отсюда следует, что максимальная площадь голограммы может быть несколько сотен квадратных сантиметров, а ее информационная емкость — около IO9 бит.
Одним из возможных способов увеличения информационной емкости может служить использование трехмерных голограмм, получаемых, например, регистрацией н^ фотопластинку с толстым эмульсионным слоем нескольких волновых фронтов, ориентированных под разными углами. Таким способом можно увеличить удельную информационную емкость голограммы более чем на порядок.
Однако повышенный интерес к голографическим запоминающим устройствам объясняется не только большой информационной емкостью голограмм. Основным решающим фактором является большая помехоустойчивость голограмм, о которой упоминалось выше.
К настоящему времени разработано несколько схем ГЗУ как постоянных, так и оперативных. Основой большинства постоянных ГЗУ является носитель, на котором расположена совокупность подголограмм (матрица голограмм), восстанавливаемых лучом лазера, который можно отклонять на различные участки носителя, выбирая нужную подголограмму. Восстановленное изображение обычно проецируется на фотодиодную матрицу, преобразующую распределение освещенности в электрические сигналы, которые поступают для дальнейшей обработки на ЭВМ или другие электронные устройства. Различные модификации постоянных ГЗУ в большинстве не отличаются по построению от типичной функциональной схемы запоминающего устройства, изображенной на рис. 39. Конструктивные отличия определяются только разными типами устройств отклонения луча (дефлекторов), запоминающих сред и устройств преобразования оптических сигналов в электрические.
