Понятие о голографии

Создание источников когерентного оптического излучения (лазеров) позволило практически реализовать голографический метод получения объемных изображений предметов, предложенный Д. Габором в 1948 г. При фотографическом изображении предметов почернение фотоэмульсии зависит от интенсивности излучения, приходящего от различных точек предмета. Интенсивность света, как известно, пропорциональна квадрату амплитуды электромагнитной волны и не зависит от ее фазы. Между тем объемность какого-либо предмета непосредственно отражается на различии фаз волн, приходящих в точку наблюдения от разных точек предмета. Поэтому для того чтобы получить объемное изображение предмета, необходимо регистрировать на "фотографии" не только интенсивность, но и фазу приходящих от объекта волн. Название "голография" произошло от двух греческих слов: "олос" – полный и "графо" – пишу, что в переводе означает "полная запись", т. е. запись всей амплитудной и фазовой информации, содержащейся в приходящем от предмета излучении. Для этого в голографии используется явление интерференции.

Схема регистрации (записи) голограммы предмета приведена на рисунке 62.1. Предмет П освещается плоской монохроматической волной от когерентного источника (лазера). Часть излучения отводится полупрозрачной пластиной 1 и направляется на фоточувствительную пластинку 2. Это излучение называется опорной волной. Рассеянное предметом излучение также приходит на фотопластинку (оно называется предметной волной). Опорная и предметная волны интерферируют, и интерференционная картина регистрируется на фотопластинке. Фоточувствительная пластинка с записанной на ней интерферограммой называется голограммой объекта.

Схема получения объемного изображения предмета (его называют восстановлением голограммы) изображена на рисунке 62.2. Голограмма освещается когерентным излучением (восстанавливающий пучок), совпадающим с опорной волной при записи голограммы. Восстанавливающий пучок дифрагирует на голограмме, и в результате дифракции за голограммой излучение распространяется точно так же, как и излучение, рассеянное предметом. Наблюдатель будет видеть за голограммой мнимое объемное изображение предмета, который можно рассматривать с разных сторон (в пределах размера голограммы) так же, как и реальный предмет. В настоящее время разработаны методы получения цветных голографических изображений. Советский физик Ю. Н. Денисюк разработал метод регистрации объемных голограмм, восстановление которых можно осуществлять в естественном ("белом") свете.

На основе голографии разработаны голографические запоминающие устройства, которые имеют высокую плотность записи информации, высокую помехоустойчивость и надежность хранения информации. Они позволяют осуществлять параллельную запись и считывание информации, страничную организацию памяти, успешно сочетая большую емкость и высокое быстродействие. Важным практическим применением голографии является создание голографических интерферометров.

Голографические методы регистрации применяются также для акустических волн и радиоволн. Акустическая голография используется для дефектоскопии, изучения рельефа морского дна, поиска полезных ископаемых и в медицинской диагностике. Радиоголографические методы позволяют исследовать поверхность Земли и планет со спутников, получать объемные изображения объектов в радиодиапазоне.

Дата добавления: 2014-01-05