Оптические голографические приборы - Морозов А.М.
ISBN 5-217-00074-0
Скачать (прямая ссылка):
21 является выполнение следующего условия: 6^1,6 D1 /л.
Так называемая безлинзовая голограмма Фурье записывается в области Vy где регистрирующая среда расположена симметрично по отношению к обоим источникам и параллельно соединяющей их линии.
При удалении регистрирующей среды от источников О] и 02 в бесконечность (область VI) получим голограмму, которую принято называть голограммой Фраунгофера. Практически регистрирующая среда не удалится в бесконечность, это условно выполняется с помощью оптических элементов, расположенных между объектом и регистрирующей средой.
Если объект лежит в плоскости регистрирующей среды или сфокусирован на нее, то голограммы называют голограммами сфокусированного изображения.
Различают еще голограммы Френеля, которые образу- ^ ются в том случае, когда каждая точка предмета посылает на регистрирующую среду сферическую волну. По мере увеличения расстояния между объектом и регистрирующей средой голограммы Френеля переходят в голограммы Фраунгофера, а с уменьшением этого расстояния — в голограммы сфокусированных изображений.
В зависимости от того, каким способом зарегистрирована интерференционная структура на светочувствительном материале, а именно: в виде вариации коэффициента пропускания (отражения) света или в виде вариации коэффициента преломления (толщины рельефа) светочувствительного материала, принято также различать амплитудные и фазовые голограммы. Первые называются так потому, что при восстановлении волнового фронта модулируют амплитуду освещающей волны, а вторые — потому, что модулируют фазу освещающей волны. Часто одновременно осуществляются фазовая и амплитудная модуляции. Например, обычная фотопластинка регистрирует интерференционную структуру в виде вариации почернения, показателя преломления и рельефа. После процесса отбеливания проявленной фотопластинки остается только фазовая модуляция.
Обычно интерференционная структура, зарегистрированная на том или ином светочувствительном материале, сохраняется долго. Такие «долгоживущие» голограммы, у которых процесс получения отделен во времени от процесса восстановления, называются стационарными голограммами.
22 Однако существуют светочувствительные среды (некоторые красители, кристаллы, пары металлов), которые почти мгновенно реагируют фазовыми или амплитудными характеристиками на изменение освещенности. В этом случае голограмма существует только во время воздействия на среду объектной и опорной волн, а восстановление волнового фронта производится одновременно с записью, в результате взаимодействия опорной и объектной волн Ь образованной ими же интерференционной структурой. Это — динамические голограммы.
На свойствах различных типов голограмм, схемах их записи и областях применения мы остановимся несколько позднее.
3. Свойства голограммы
' Голографическое изображение характеризуется рядом Особенностей, связанных с тем, что для его получения используется высококогерентное излучение лазера.
Одна из главных особенностей голограммы состоит б том, что она не имеет точечного соответствия, которое характерно для фотографического изображения. Одной точке объекта соответствует вся площадь голограммы, как это следует из рассмотрения голограммы точки.
Если объект сложной формы или шероховатый, то при получении голограммы вся поверхность фотоэмульсии подвергается действию лучей, исходящих от каждой точки объекта. Поэтому в целом на фотоэмульсии получается столько различных голограмм, сколько точек имеет объект. Bfe голограммы претерпевают наложение. Однако на стадии восстановления каждая из них ведет себя как отдельная дифракционная решетка.
!Голограмма обладает более высокой надежностью хранения информации об объекте, чем, например, фотография. Очень интересным свойством голограммы является то, что любой (даже небольшой) участок голограммы способен восстановить изображение всего объекта. Эта особенность голограммы понятна, так как информация о каждой точке диффузно отражающей поверхности равномерно распределена по всей плоскости голограммы, поэтому каждый ее участок восстанавливает практически все изображение объекта. Отсюда и следует, что голограмму можно закрыть в нескольких отдельных местах, можно даже разбить, но изображение все же будет получено (рис. 6). При этом
23 Рис. 6 Свойства голограмм
мы не заметим каких-либо существенных изменений: изображение предмета восстановится почти таким же, как и от большой голограммы. Благодаря такой избыточности процесса записи голограмма имеет высокую помехозащищенность и помехоустойчивость. Это особенно ценно при использовании ее в устройствах, в основе построения которых лежит принцип запоминания микроизображений, так как здесь не сказывается влияние помех в виде пыли, грязи или царапин, ограничивающих минимальные размеры изображений на обычных фотонегативах. Однако уменьшать используемую для восстановления изображения часть 24 голограммы бесконечно нельзя, так как одновременно уменьшается объем записанной на ней информации. В результате изображение становится вначале крупнозернистым, а по мере уменьшения размера голограммы начинают пропадать мелкие детали, затем более крупные и в конце концов от изображения остаются только расплывчатые контуры. Поэтому размеры голограммы определяются требованиями к степени различимости (разрешению) деталей объекта.
