ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные условные обозначения из "Передача и обработка информации голографическими методами " В настоящей книге рассматриваются информационные аспекты голографии, производится позвенный анализ голографической с1 стемы, исследуются ее характеристики. Наибольшее внимание здесь уделяется звену записи, характеристики которого в значительной степени зависят от свойств регистрирующей среды. Рассматривается также передача голографически закодированной информации по каналам связи. Часть материала книги посвящена когерентной оптической обработке информации. [c.6] В последней главе излагаются те применения голографии, которые непосредственно связаны с проблемами передачи, обработки и записи информации. Значение таких применений особенно велико в связи с задачами, которые поставлены перед наукой и промышленностью СССР XXV съездом КПСС —с необходимостью решать задачи обработки больших массивов информации. [c.6] При написании настоящей книги авторы испытывали некоторые затруднения в связи с тем, что рассматриваемый материал относится одновременно к таким различным отделам науки и техники, как оптика, радиофизика, электроника и теория информации. В связи с этим возникла необходимость в подборе такой терминологии и обозначений, которые в равной степени были бы удобны для специалистов различных направлений. [c.6] Наше познание окружающего мира в значительной степени черпается из информации, доставляемой светом. [c.7] Для человеческой деятельности, для изучения и использования в своих интересах законов природы чрезвычайно важно получать информацию о расположении,. размерах, форме, деталях, характере движения и изменения во времени различных предметов, о характере излучения при протекании различных процессов в веществе и т. п. Возникновение такой информации связано с взаимодействием света с веществом излучательной и поглощательной способностью различных тел, изменением свойств и характеристик света при отражении от поверхности предметов или прохождении сквозь них. [c.7] Чтобы использовать информацию, переносимую светом, ее необходимо зарегистрировать. Такой системой регистрации у человека является аппарат зрения. Характерная особенность восприятия световой информации человеком — это получение изображения объекта с различением, кроме светимости или освещенности деталей объекта, еще и цвета, а также распознавание относительного расположения этих деталей по глубине. [c.7] В дальнейшем к оптическим приборам прибавились приборы фотографические, телевизионные, электроннооптические преобразователи, рентгеновские экраны, радиолокационные, теплоразличительные и другие устройства, которые существенно расширили возможности приема той или иной информации об объекте. Появилась возможность рассматривать объект вне реального времени, т. е. извлекать информацию о нем в более продолжительное время, чем время возникновения информации, и неограниченно размножать эту информацию появилась возможность получать информацию от объекта, отделенного от наблюдателя большим расстоянием и находящегося вне зоны прямой видимости, а также объекта, находящегося в труднодоступных областях и т. п. [c.8] Подавляющее число перечисленных приборов имело дело с изображениями, полученными в результате регистрации распределения только интенсивности света в некоторой плоскости. Этим объясняется привычка рассматривать информацию об объекте как распределение интенсивности света в некоторой плоскости регистрации. Между тем ясно, что большая часть объектов создает световое поле, в котором свет промодулирован не только по амплитуде (интенсивности), но и по другим параметрам и что иногда ценность имеет вся информация об объекте, а в некоторых случаях — преимущественно фазовая, спектральная или поляризационная информация. [c.8] Конечно, всеми свойствами света, кроме различия в интенсивности, интересовались и раньше, однако регистрация неамплитудной информации, как правило, не связывалась с пространственной информацией об объекте. [c.8] Метод восстановления волновых фронтов при записи их с использованием когерентного фона, лежащий в основе голографии, предложен Д. Габором [1J в 1948 г. Через 23 года ему за открытие голографии была присуждена Нобелевская премия. Работы, предшествующие открытию голографии, были выполнены значительно раньше. Решающую роль в них сыграли работы Лоуренса Брегга. Две наиболее важные после открытия голографии статьи опубликованы в 1962 году. Это работы Е. Лейта и Ю. Упатниекса [2], впервые использовавших для создания голограмм лазер и предложивших схему с внеосевым опорным пучком, благодаря чему они получили высококачественную объемную картину объекта, и Ю. Н. Денисюка [3], предложившего схему голографирования в трехмерной среде. После этих работ отмечается значительный интерес к голографическим исследованиям, и к настоящему времени имеется очень большое число публикаций по голографии. [c.9] Большую роль в развитии голографических исследований в Советском Союзе сыграл академик Б. П. Константинов, сам принимавший активное участие в исследовательских работах и активно содействовавший постановке и проведению работ других исследователей [4]. Значительное внимание работам в области голографии уделяют академики Н. Г. Басов и А. М. Прохоров, которые оказали огромное влияние на развитие голографии открытием лазера. [c.9] Более развернутым и полным представляется следующее определение. Голография — это направление в оптике и смежных с ней областях, в основе которого лежит получение изображения объекта или какой-либо световой информации о нем путем записи и восстановления волновых фронтов от объекта запись информации происходит вследствие интерференции волн от объекта с когерентным фоном, а восстановление—благодаря модуляции восстанавливающей волны в результате дифракции на записанной интерференционной картине, называемой голограммой. [c.10] Следует отметить, что это определение исходит из установившейся практики понимания средств, целей и задач голографии и не отражает точного смысла ее названия голография — полная запись . Полной была бы такая запись волнового фронта, в которой были бы отражены все характеристики волны направление распространения, амплитуда, фаза, плоскость поляризации, длина волны. Голография с такими полными и однозначными записью и восстановлением волн явилась бы действительно всеобъемлющей, и по отношению к ней фотография и другие известные способы создания плоского изображения, так же как и голография в определенном выше смысле, были бы всего лишь частными случаями записи световой информации об объекте. Частность фотографии, телевидения и других привычных методов передачи изображения заключается в том, что, записывая волновое поле только по интенсивности, в плоскости, в которой линза собирает расходящиеся от одной точки лучи почти в одну точку, мы теряем значительную часть информации об объекте. Частность голографии, в приведенном выше понимании, заключается ре только в том, что в ней нет действительно полной записи, но и в том, что в ней используется некоторый конкретный метод, который может быть не единственным методом более полной записи, чем, например, фотография. [c.10] Так как обычная запись изображения ограничена только амплитудной информацией, то, собственно, ограничен и диапазон использования такой записи. Область использования более полной голографической информации, естественно, должна быть шире. Но необходимый при этом метод записи, как всякий более универсальный. сопряжен с большими практическими трудностями, это является причиной, по которой многие возможные применения голографии еще не реализованы. [c.11] Следует отметить, что возможные применения голографии основаны не только на высокой информативности голографической записи, но и на методических особенностях использования голографического метода, связанных с использованием когерентного света, отсутствием некоторых промежуточных искажающих оптических элементов, на возможности коррекции приборов, основанной на исправлении искаженного волнового фронта, и ряда других свойств голографического метода. [c.11] Для широкого использования голографии, в особенности в вычислительной технике, необходимо прежде всего исследовать своеобразие наиболее полной записи и передачи информации. Для этого необходимо тщательно проанализировать записывающие среды и их возможности, а также каналы, по которым передается голографическая информация. С записью и передачей голографической информации тесно связана ее обработка, целый ряд новых возможностей которой открывается особенностями голографического метода. [c.11] Этим важным проблемам посвящена настоящая книга. [c.11] Вернуться к основной статье