Кинематика пропускающих и отражательных ГОЭ

Голограммные оптические элементы (ГОЭ), выполненные в виде объемных пропускающих либо отражательных голограмм, могут использоваться в различных устройствах оптических систем обработки информации - в транспарантах, модуляторах, дефлекторах, мульти-демультиплексорах, спектральных фильтрах, устройствах оптической памяти и др. Простейшие ГОЭ предназначе­ны для работы в коллимированных (плоскопараллельных) световых пучках, и при их изготовлении используются также коллимированные когерентные пучки света. Такие ГОЭ можно рассматривать и как своего рода «кирпичики», из которых строятся более сложные голограммы, при этом свойства элементарных ГОЭ определяют особенности сложных, например, фокусирующих голограмм. Рассмотрим основные геометрические соотношения, которые выполняются при записи и восстановлении простейших фазовых объемных ГОЭ с различными длинами волн записи и реконструкции («кинематика ГОЭ»).

Схема записи и действия пропускающих и отражательных ГОЭ приведена на Рис. 28

Рис. 28. Обозначения положительных углов падения и дифракции коллими-рованных пучков света при действии (сплошные линии) и при записи (штриховые линии) ГОЭ. а - пропускающая голограмма, б - отражательная.

При выполнении условия Брэгга (61) углы падения и дифракции коллимированных пучков света связаны с углом Брэгга выражениями

- для пропускающего ГОЭ

- и для отражательного ГОЭ

При этом углы Брэгга должны удовлетворять следующим неравенствам. Для пропускающей решетки -

и для отражательной -

Получение ГОЭ производится экспонированием и последующей химической обработкой фотоматериала при интерференции двух пучков света по схеме на Рис. 28 на длине волны излучения . Значения углов падения света в воздухе на поверхность фотоматериала при заданных рассчитываются по формулам

Для пропускающих ГОЭ (Рис. 28 а) углы в среде равны

Для отражательных ГОЭ (Рис. 28 б) выполняется

В формулах (74,75) углы связаны с углами выражениями вида (72, 73) при замене в них индекса на ; - показатель преломления регистрирующей среды на длине волны - коэффициент деформации (усадки) регистрирующей среды.

Характерной особенностью голографической записи информации является возможность записи в одном объеме материала голограммы нескольких элементарных ГОЭ с разными периодами и ориентацией изофазных поверхностей. Технически это достигается последовательной экспозицией фотоматериала ГОЭ при соответствующем изменении геометрии записи голограмм. Число таких наложенных голограмм определяется угловой селективностью ГОЭ и динамическим диапазоном изменения показателя преломления (фото-рефракции) среды, и принципиально может достигать нескольких десятков - сотен. Наложенная запись ГОЭ позволяет создавать компактные многофункциональные устройства записи, хранения и преобразования оптических сигналов.

Дата добавления: 2017-01-14