ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Нелинейная регистрация голограмм сфокусированных изображений из "Голография сфокусированных изображений и спекл-интерферометрии " Обычно при анализе процессов получения голограмм предполагается, что пропускание голограммы и экспозиция связаны линейно. Для того чтобы зта связь обеспечивалась на практике, приходится уменьшать вид-ность интерференционной картины с тем, чтобы пределы изменения зкспозиции не выходили за границы линейного участка характеристической кривой. С этой целью интенсивность опорного пучка выбирается в нес-кольно раз больше (обычно 4-5-5) интенсивности предметного пучка [93-94]. Известно, однако, что уменьшение видности интерференционных полос ограничивает дифракционную эффективность, максимальное значение которой достигается при равенстве интенсивностей интерферирующих пучков. Таким образом, при получении голограмм известных типов имеет место хорошо известный компромисс между увеличением дифракционной эффективности и уменьшением нелинейных эффектов, приводящих к появлению шумов. [c.26] Рассмотрим нелинейную регистрацию сфокусированных голограмм в наиболее общем случае диффузно рассеивающего объекта с небольшими, почти зеркально отражающими участками [95-96]. Обычно в результате нелинейной гаюграфической регистрации такого объекта (мы будем проводить сравнение сфокусированных голограмм с наиболее распространенным френелевскими голограммами) в восстановленном поле появляются три нежелательные добавки [97-100]. Это - изображения (причем искаженные из-за изменения кривизны волновых фронтов) в высших максимумах дифракции, диффузно рассеянный фон вокруг изображений (так называемый интермодуляционный шум) и, наконец, ложные изображения в промежутках между соседними дифракционными максимумами. Последние два вида искажений являются наиболее существенными, они обусловлены перекрестной интерференщ1ей (модуляцией) различных пространственных составляющих объектной волны, приводящей к появлению на голограмме дополнительных пространственных несущих. Можно ожидать, что в случае регистрации голограмм сфокусированных изображений, для которых характерна локализованная регистрация информации, зффекты перекрестной модуляции окажутся в значительной степени ослабленными. [c.27] Эксперименты по нелинейной регистрации голограмм сфокусированных изображений и контрольных френелевских голограмм проводились в одинаковых условиях интенсивности интерферирующих пучков в среднем выравнивались зкспозиция подбиралась таким образом, чтобы уровень пропускания обработанных неотбеленных голограмм составлял 0,3. угол падения опорного пучка составлял 30°. Расстояние между объектом и фотопластинкой равнялось 40 см при получении сфокусированных голограмм использовалась линза с фокусным расстоянием, равным 10 см. [c.27] Отсутствие искажений,обусловленных нелинейностью процесса регистрации, объясняется локализованной формой записи информации сфокусированными голограммами каждая точка (малая область) объекта, в том числе диффузно рассеивающего, отображается на такой голограмме также в виде достаточно малой области, размеры которой определяются разрешением фокусирующей системы и удалением плоскости точной фокусировки этой точки от плоскости голографирования. В результате перекрестная модуляция в регистрируемом световом поле ограничивается размерами этой малой о асти, и интермодуляционный шумовой фон практически не возникает. По этой же причине не появляются и ложные изображения яркие участки объекта, играющие обычно роль источников дополнительных (локальных) опорных пучков, в случае сфокусированной голограммы локализованы в плоскости регистрации в виде малых областей и не интерферируют с остальной частью светового поля. [c.28] Такова качественная картина восстановления изображений нелинейно зарегистрированными голограммами сфокусированных изображений. Оценим количественно влияние степени нелинейности процесса регистрации на уровень нелинейных шумов для разных голограмм. Представляется целесообразным в качестве наиболее информативного показателя уровня нелинейных шумов выбрать интенсивность (плотность) диффузного интермодуляционного шума. Действительно, наличие изображений в высших максимумах дифракции можно не принимать во внимание, поскольку в принципе каждое из зтих изображений может наблюдаться независимо в связи с ограничением поля зрения сфокусированной голограммы апертурой линзы (см. выше). Появление ложных изображ ний или Их частей носит, в общем-то, случайный характер и зависит от наличия или отсутствия на объекте ярких участков - источников дополнительных опорных волн, причем интенсивность этих изображений зависит от отражательной способности таких участков. В то же время интермодуляционный шум возникает при нелинейной регистрации любого диффузно рассеивающего объекта, причем для конкретного объекта его интенсивность может служить мерой влияния неоптимальной относительной интенсивности или неоптимапьной экспозиции на качество восстановленного изображения. [c.28] Значения плотности нелинейного шума получены по результатам фотометрической оценки оптической плотности фотоснимков восстановленных изображений (в одном и том же участке), зарегистрированных в виде диапозитивов при примерно одинаковой яркости и проявленных до плотности 0,3. Из рис. 10 следует, чго для голограммы сфокусированного изображения уровень плотности шума практически постоянен и совпадает с минимальной плотностью фона френелевской голограммы при оптимальном соотношении интенсивностей интерферирующих пучков. При иеоптимальном соотношении интенсивностей уровень нелинейного шума, создаваемого голограммой Френеля, резко возрастает. [c.29] Далее сравним (рис. 11) зависимости плотности нелинейного шума от длительности экспозиции голограмм при постоянном соотношении интенсивностей объектного и опорного пучков, равном 1 3, и при проявлении голограмм до одинаковой плотности 0,3. Естественно, время проявления для разных времен экспозиции различно. [c.29] Зависимость плотное интермодуляциониого нелинейного шума (диффузного фона) в восстановленных изображениях от относительной интенсивностн объектного пучка О - для случая френелевской и - для сфокусированной голограммы. Измерения проведены с тремя комплектами голограмм. [c.29] О - голограмм Френеля и - голограмм сфокусированных изображений. [c.29] Оценим, какой вьшгрыш в дифракционной эффективности обеспечивает регистрация голограмм сфокусированных изображений по сравнению с френелевскими при одинаково низком уровне нелинейных шумов (рис. 12). [c.30] Таким образом, для объектов с глубиной порядка сантиметра регистрация голограмм сфокусированных изображений позволяет за счет повышения относительной интенсивности объектного пучка обеспечить существенное увеличение дифракционной эффективности без появления характерных для нелинейной регистрации шумов. [c.30] Следует особо отметить, чго только в случае голограмм сфокусированных изображений в высших максимумах дифракции формируются такие же изображения и в том же масштабе, как и в первом максимуме, в то время как уфренелевских голограмм в высших максимумах восстанавливаются автокорреляции и автосвертки изображений с сокращением масштаба тем большим, чем больше расстояние от объекта до голограммы [101]. Это обстоятельство делает сфокусированные голограммы полезными при получении изображений в высших максимумах дифракции, в частности, для повышения чувствительности голографической интерферометрии. [c.30] Вернуться к основной статье