голограммы, мы все же получим то, что называется голограммой Фраунгофера.
Если объект располагается очень близко к голограмме или изображение объекта
формируется в непосредственной близости голографическому записывающему
устройству, мы получаем голограмму сфокусированного изображения. Поскольку
в этом случае восстановленное изображение располагается вблизи от
голограммы, лучи света разных длин волн не смогут разойтись на большой
угол, прежде чем будет сформировано изображение. Это означает, что для
освещения голограммы можно применять источник, имеющий широкий спектр
излучения. Это свойство делает голограмму сфокусированного изображения
особенно полезной при использовании в дисплеях
Если, для того чтобы в плоскости регистрации голограммы получить
двумерный пространственный Фурье-образ распределения амплитуд и фаз
объектной волны, используется линза, то получаем голограмму Фурье. В случае
когда рассеивающий объект и точечный опорный источник находятся на
одинаковом расстоянии регистрирующей среды, мы имеем голограмму
квази–Фурье.
2 Свойства опорной волны
Влияние формы опорной волны гораздо сильнее, чем это кажется на первый
взгляд. От опорной волны зависят положение и размер изображения, его поле
зрения и разрешение; она определяет разрешение, которым должен обладать
регистрирующий материал.
Если точечный источник опорной волны расположен на том же расстоянии
от голограммы, что и объект, то голограмма имеет почти те же свойства, что
и голограмма Фурье. Поэтому такую голограмму можно назвать голограммой
квази-Фурье. От положения точечного источника опорной волны зависят и
другие параметры. Конечное разрешение записывающего устройства накладывает
ограничения на поле зрения изображения, ёго разрешение или на то и другое
вместе. Выбирая положение точечного источника опорной волны, можно найти
компромиссное решение между пределами, ограничивающими поле зрения и
разрешение изображения. Если источник находится в области объекта, то мы
получаем максимальное разрешение ценой ограниченного поля зрения. Если же
источник расположен на бесконечности (плоская опорная волна), то „мы имеем
максимальное поле зрения и невысокое разрешение. Если точечный источник
опорной волны поместить между объектом и бесконечностью вдали от
голограммы, то мы получим промежуточные значения поля зрения и разрешения
изображения
5 Регистрирующий материал и конфигурация
В качестве регистрирующего материала, как правило, употребляется
плоская фотографическая эмульсия, которая экспонируется одновременно и
целиком.
Регистрирующий материал может быть термопластиком, тогда говорят о
термопластической голограмме. Записываются фотохромные и бихромат-
желатинные голограммы. Почти любая среда, способная записать изображения,
может применяться для регистрации голограммы. Если регистрирующий материал
отличается от фотоэмульсии, то его название используется для того, чтобы
определять тип голограммы.
Положение фотопластинки при голографировании. Фотопластинку в принципе
можно расположить в любом участке поля стоячих волн. В частности, пусть
имеем интерференционную картину, создаваемую пучками света от двух точечных
источников О1 и 02 (рис. 2). Для записи голограммы в таком световом поле
фотопластинку можно расположить по-разному. На рис. 2 показаны несколько
положений фотопластинки (/ — по Габору, 2 — по Лейту и Упатниексу, 3—по
Денисюку *, 4—двухмерная голограмма с «обращенным опорным пучком», 5 и 6 —
так называемые «безлинзовая» Фурье-голограмма и голограмма Фраунгофера). В
зависимости от места расположения пластинки в поле стоячих волн меняется
форма интерференционных полос. В общем случае интерференционные полосы
являются кривыми, представляющими собой сечения семейства гиперболоидов или
параболоидов вращения плоскостью голограммы. В зависимости от назначения и
цели выбирают то или иное расположение пластинки относительно источника
опорной волны и предмета. Лейт и Упатниекс располагали фотопластинку в
положении 2, чтобы лучи света от источников пересекались в области
фотопластинки под некоторым углом. В этом случае становится возможным
раздельно наблюдать действительное и мнимое изображения. В методе Денисюка
(положение 3) с целью получения объемной голограммы фотопластинку следует
расположить между источниками света на прямой, соединяющей их. Это дает
возможность поместить несколько интерференционных полос по толщине
фотопластинки.
* В этом случае интерференция предметной и опорной волн фиксируется не
на плоскости, а в объеме — голограмма представляет собой толстослойную
фотоэмульсию, иначе говоря, фоточувствительный объем (объемная голограмма).
[pic]
Рис. 2
6 СВОЙСТВА ИСТОЧНИКОВ
1 Когерентность
Мы должны различать свойства опорной волны и волны, освещающей объект,
с одной стороны, и свойства восстанавливающей волны — с другой. Термин
некогерентная голограмма обычно сохраняется за голограммами, записанными
при использовании некогерентного света. При записи некогерентной голограммы
интерференционные полосы образуются благодаря интерференции света от какой-
либо точки изображения с самим собой. Для этого формируют два изображения
объекта с помощью делительного устройства. Свет от соответствующих точек
изображения является когерентным и может интерферировать. Свет, который не
интерферирует, образует фоновое освещение голограммы. Другой способ
получения интерференционных полос, когда источник света имеет низкую
когерентность, заключается в формировании на голограмме изображения решетки
и помещении объекта в один из порядков этой решетки.
Существует много различных ситуаций, когда голограмма регистрируется в
когерентном свете, а изображение с нее восстанавливается некогерентным
светом. Название голограммы определяют характеристиками голограммы, не
связанными с когерентностью. Например, голограмма, записанная в когерентном
свете, но при восстановлении освещаемая белым светом, называется
отражательной голограммой, восстанавливаемой в белом свете (такая
голограмма называется также голограммой Денисюка или голограммой Липпмана —
Брэгга— Денисюка.
Возможно, что голограмма восстанавливает ту часть света, которая имеет
длину волны используемого при регистрации голограммы излучения, поскольку
толстая голограмма действует как комбинационный интерференционный фильтр.
Может применяться и тонкая голограмма, если для компенсации дисперсии света
применяется решетка. Такие голограммы были названы поверхностными
отражательными голограммами. При освещении белым светом вполне
удовлетворительное изображение дают голограммы сфокусированного изображения
и радужные голограммы.
2 Поляризация
Во многих случаях свет источника является поляризованным, в
особенности если источником служит лазер. Это означает, что мы имеем дело с
поляризованной опорной волной. Объектная волна во многих случаях, таких,
как отражение света от объекта при формировании объектной волны,
оказывается поляризованной случайным образом. Поскольку интерференция может
произойти только между волнами, имеющими одинаковую поляризацию, часть
объектной волны не регистрируется. Обычно о поляризационных свойствах
записи голограмм не упоминают. Применение этого свойства для проверки
некоторых характеристик объекта путем выбора направления поляризации
опорной волны называется поляризационной голографией.
3 Длина волны света
Применяя свет нескольких длин волн, можно записать цветную голограмму.
Разумеется, сама голограмма не является цветной, но при освещении ее
светом со многими длинами волн, мы получаем цветное изображение. Другие
названия голограмм, связанные с длиной волны, относятся к области спектра
или типу применяемой волны; например, микроволновая голограмма,
акустическая голограмма и рентгеновская голограмма.
7 Описание голограммы
Названия голограмм, рассмотренные нами, употребляются только в том
случае, если голограмма чем-то отличается от стандартной. Если говорят, что
кто-то собирается записать голограмму, то это, по всей вероятности,
означает, что планируется использовать лазер, поместить фотопластинку в
френелевскую область объекта, расположить внеосевой точечный опорный
источник по крайней мере на таком же расстоянии от плоскости регистрации,
на котором от нее находится объект, применять плоскую фотоэмульсию и
регистрировать поверхностную голограмму.
НЕКОТОРЫЕ ВИДЫ ГОЛОГРАММ.
1 Мультикомплексные голограммы.
Мультикомплексной называют такую голограмму, на которой одновременно
записано много изображений, либо раздельно записаны отдельные части одного
изображения, либо единственное изображение записано несколько раз.
1 Пространственное мультиплексирование
При решении задачи хранения данных для записи многих голаграмм можно
использовать единственную фотопластинку или какой-либо иной материал,
причем каждая голограмма может независимо восстанавливать изображения
записанных на ней данных. При этом голограммы могут образовывать решетку
типа шахматного поля, а для считывания изображения с каждой голограммы
лазерный луч сканирует по решетке.
Встречается и другой способ пространственного разделения голограммы,
когда одна и та же объектная волна или волна от одного и того же объекта,
но с разных ракурсов записывается на голограмме в виде полос. В первом
случае полосковая голограмма просто повторно записывается много раз, так
чтобы можно было восстановить изображение со всей голограммы. Второй
случай имеет место при записи синтезированных голограмм для целей
отображения информации.
2 Составные изображения
Под составными голограммами мы имеем в виду голограммы, которые
формируют изображения, состоящие из отдельных частей каждая из которых была
записана самостоятельно
3 Голограммы, записанные с помощью сканирующего источника света
Голограммы, записанные с помощью сканирующего источника— это такие
голограммы, при регистрации которых использован; либо сканирующий пучок
света для освещения объекта, либо сканирующий опорный пучок для освещения
голограммы.
Сканирующий объектный пучок,
Иногда сечение освещающего объект пучка уменьшается в такой степени,
что он не может больше освещать весь объект одновремено, а должен
