Оптические голографические приборы - Морозов А.М.
ISBN 5-217-00074-0
Скачать (прямая ссылка):
Необходимо отметить, что действительное изображение имеет псевдоскопичность, т. е. впадины объекта кажутся выпуклостями и наоборот. Это легко объяснить (см. рис. 4, б), так как более дальние точки предмета в действительном изображении должны образоваться дальше от голограммы. Но эти точки рассматриваются с противоположной стороны. Поэтому они будут образовывать выпуклости вместо впадин. Для наблюдения мнимого изображения с наилучшим контрастом надо, чтобы источник монохроматического излучения располагался там же, где он находился во время получения голограммы. Для возможности наблюдения действительного изображения голограмма должна освещаться пучком, сходящимся в точке, где был расположен источник при записи.
Форма, размеры и положение в пространстве восстановленного изображения находятся в прямой зависимости от положения в пространстве восстанавливающего источника и характеристик восстанавливающей волны: формы фронта, длины волны и ее поляризации.
Выше везде подразумевалось использование для голо-графического процесса одного и того же опорного пучка, так что мнимое изображение объекта имело полную аналогию с самим объектом и размеры изображения совпадали с размерами объекта. При изменении формы опорного пучка, применяемого для восстановления, и длины волны света такое соответствие нарушается, однако при этом проявляется другое полезное свойство голограммы — возможность изменения размеров изображения при восстановлении. Расширяющийся пучок дает возможность увеличить размеры изображения подобно тому, как это происходит при проекции диапозитива на экран или при увеличении фотоизображений с помощью фотоувеличителя. Дополнительное увеличение можно получить, если увеличить длину волны света восстанавливающего пучка. Применяя оба эти способа, можно получить увеличение во
25 много раз большее, чем у современных оптических микроскопов.
Следующая особенность голограммы относится к передаче распределения освещенности объекта. Пропускание света негативом связано, с экспозицией H (освещенностьХ X время) определенной зависимостью, поэтому фотопластинка реагирует на распределение яркостей объекта лишь в относительно узком интервале от Hmin до Hmax, а следовательно, не позволяет воспроизвести весь диапазон яркостей объекта, который много шире диапазона, соответствующего
mim ^max) •
Равномерное распределение по голограмме света, рассеянного объектом, не вызывает локальных переэкспозиций регистрирующей среды и в то же время, как было показано на примере дифракционной пластинки Френеля, голограмма имеет фокусирующие свойства. Это приводит к тому, что при восстановлении в одни точки изображения может быть сфокусировано много больше света, чем в другие. Следовательно, в изображении объекта можно получить много больший диапазон яркостей, чем это позволяют свойства самой регистрирующей среды. В результате гол ©графическое изображение может передавать интервалы яркостей в объекте на 2—3 порядка больше, чем, например, фотография.
Голограмма имеет громадную информационную емкость. В пределе для бинарной информации (т. е. для информации, принимающей только два значения, например О или 1) и при использовании гелий-неонового лазера с X= 0,6328 мкм она составляет ^V= 1,8 • IO9 бит/см2 (бит— единица бинарной информации), т. е. на одной фотопластинке можно получить множество голограмм различных предметов путем некогерентного последовательного наложения волновых фронтов и затем раздельного восстановления изображений. Одна из возможностей такой записи заключена в использовании при каждой экспозиции опорных пучков, падающих под различными углами.
Полезным свойством голограмм является их способность компенсировать искажения, которые могут возникать при записи волновых фронтов объектов. Например, голограмма не чувствительна к изменению плотности атмосферы, если объектный и опорный пучки проходят через одну и ту же неоднородность. Введение же целенаправленных искажений в один из пучков дает широкие возможности для осуществления кодирующих операций.
26 w- .
J -- -
1 Сейчас во многих отраслях науки и техники требуется ; решать задачи, связанные с распознаванием образов, т. е.
- с выделением сигнала или образа из совокупности подобных ему, но имеющих некоторые отличия. Способность голO-граммь! выделять образ, записанный на ней, является,
і пожалуй, самым ценным свойством голографии.
Совершенно особые свойства имеют трехмерные голо-|§Граммьі, впервые полученные Ю. Н. Денисюком в толсто-Йслойных фотоэмульсиях, толщина которых существенно ^превышает расстояние между соседними интерференцион-^Яными поверхностями. В этом случае интерференционная ||структура будет зафиксирована в фотоэмульсии в виде !Полупрозрачных отражающих слоев серебра, образующих ^дрехмерную дифракционную решетку. Если такую голограмму осветить белым светом, то из его широкого спектра голограмма сама выделит свет только одной длины волны и определенного направления. Поэтому при восстановлении • Трехмерную голограмму не обязательно освещать лазером, it можно пользоваться обычным источником света.
