Особенности голографии

Лекция 7

ГОЛОГРАФИЯ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ В ОПТОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМАХ (часть 1)

Голография - метод записи и последующего восстановления структуры идущих от объекта световых волн, основанный на явлениях интерференции и дифракции когерентных световых пучков.

Голография (от греческого холос - полный и графо - пишу) - способ получения объемных изображений предметов на фотопластинке (голограмме) при помощи когерентного излучения лазера. Голограмма фиксирует не само изображение предмета, а структуру отраженной от него световой волны (ее амплитуду и фазу). Для получения голограммы необходимо, чтобы на фотографическую пластинку одновременно попали два когерентных световых пучка: предметный, отраженный от снимаемого объекта, и опорный - приходящий непосредственно от лазера. Свет обоих пучков интерферирует, создавая на пластинке чередование очень узких темных и светлых полос - картину интерференции.

Голографические изображения можно получать при помощи любых когерентных волн, например, акустических, возбужденных в жидкости синхронно работающими вибраторами. Интерференция звуковых волн создает на поверхности жидкости рябь, с которой эту акустическую голограмму восстанавливают лазерным лучом.

Особенности голографии (в сравнении с фотографией):

1. Фотография фиксирует только амплитуду световой волны, а голограмма - не только интенсивность, но и фазу световой волны, идущей от предмета.

2. На фотографии каждой точке предмета соответствует определенная точка фотографического изображения (каждая точка фотографии содержит информацию об одной точке предмета, информация о предмете может быть получена, если имеется все изображение), каждый участок голограммы содержит информацию обо всем предмете.

3. Если на фотонегативе несколько объектов, изображения которых перекрываются, то невозможно получить изображения отдельных объектов, На голограмме можно видеть объекты в разных ракурсах.

4. Фотография - плоское изображение объемного предмета, голограмма дает объемное изображение.

Голографическое изображение отличается от фотографии не только своей объемностью, но и еще несколькими важными свойствами:

1. В любую точку плоской голограммы по Габору попадает свет, отраженный от всех точек предмета. Это означает, что любой, самый маленький ее участок содержит зрительную информацию обо всем предмете. Голограмму можно разбить на несколько кусков, и каждый будет полностью воспроизводить первоначальное изображение. Отпечаток голограммы, где черные полосы стали прозрачными и наоборот, дает то же изображение, что исходная голограмма. Ни фотография, ни голограмма по Денисюку таким свойством не обладает.

2. Голографическое изображение можно увеличить на стадии восстановления. Когда голограмму записывают параллельным световым пучком, а восстанавливают расходящимся, изображение увеличивается пропорционально углу расхождения (геометрический коэффициент увеличения k _г). Если запись ведется излучением длиной волны λ ₁ а восстановление – кратной ему λ ₂ > λ ₁, изображение станет больше в k _в = λ ₂/ λ ₁ раз (волновой коэффициент увеличения k _в). Полное увеличение равно произведению обоих коэффициентов.

3. Если на одну пластинку записать несколько голограмм, используя разные, но не кратные, длины волн, все они могут быть считаны независимо при помощи лазеров с соответствующим излучением. Таким же образом можно записать и цветное изображение.

4. Голограмму можно рассчитать и нарисовать при помощи компьютера и даже вручную. Так, зонную пластинку Френеля нетрудно начертить, получив простейшую голограмму одной точки, но чем сложнее объект, тем более запутанной становится такая искусственная голограмма.

Дата добавления: 2014-01-15