ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Эксперимент Лейта н Упатниекса из "Голография " Оптическая схема Лейта и Упатниекса изображена на рис. 33 (о - запись голограммы, б - восстановление изображения). М шмое изображение наблюдатель может видеть через голограмму как бы висящим в воздухе. Действительное изображение расположено перед голограммой, и рассматривать его нужно под другим углом. Угол между направлениями на эти изображения равен удвоенному углу 0 при записи голограммы. [c.51] Так были получены результаты, которые теперь мог наблюдать каждый. По меткому выражению Р. Кольера, одного из крупных исследователей в области голографии, Лейт и Упатниекс заложили практические основы современной голографии. [c.52] В 1964 г. профессором Мичиганского университета Дж. Строуком, соавтором самого термина голография, а также автором многих принципиальных работ, выполненных совместно с Габором, был прочитан первый курс лекций по голографии. В 1966 г. он также выпустил первую монографию, в которой были изложены основы теории голографии. Книга была переведена на русский уже в следующем году и вышла в свет под названием Введение в когерентную оптику и голографию . [c.52] В 1960 - 1962 гг. Юрий Николаевич Денисюк, сотрудник Государственного института, провел исследование, основным результатом которого было обнаружение так называемого явления отображения оптических свойств объекта в волновом поле рассеянного им излучения. Эти исследования были основой голографии с записью в трехмерных средах. Голография Габора является лишь частным случаем при таком подходе. Но об этом чуть позже. [c.52] А сейчас от теории перейдем к практической голографии. А для этого нужно совсем немногое - лазер, несколько зеркал и фотопластинок. Посмотрите, как их нужно расположить - рис. 34. Хорошо видно, что на объект и на плоское зеркало, установленное рядом с ним, направлено лазерное излучение. Поскольку луч лазера довольно узок, его следует расширить с помощью оптической системы. Ею может служить объектив от фотоаппарата. На фотопластинку падают два пучка света опорный, т. е. часть света лазера, отраженного от зеркала, и объектный - часть света, рассеянного объектом. Эти два пучка интерферируют. Картина интерференции фиксируется в фотослое пластинки. [c.52] После ее проявления можно посмотреть на интерференционную структуру голограммы. Она внешне ничем не отличается от равномерно засвеченной фотопластинки. Те кольца и полосы, которые могут быть видны на голограмме, обусловлены дифракцией света на пылинках, попавших на зеркала или объектив они ничего общего не имеют с той интерференционной картиной, которая несет в себе запись световой волны, рассеянной объектом. [c.52] Поскольку процесс записи двумерной голографии неоднозначен, то при восстановлении наряду с исходной волной, дающей мнимое изображение объекта там, где он находился при записи, действует и другая, сопряженная волна, дающая действительное изображение -объекта. Это изображение имеет фазовый рельеф, смещенный на л относительно рельефа мнимого изображения, и поэтому обладает свойством псевдоскопичности - впадины на нем заменены выпуклостями и наоборот, изображение как бы вывернуто наизнанку . [c.53] Заметим, однако, что есть ряд ограничений, которые необходимо знать тем, кто хочет заняться голографией всерьез. [c.53] Главное ограничение накладывает лазер - его мощность и качество, а также условия при записи голограммы. Большинство голограмм готовят в затемненном помещении, так, чтобы в интерференционной картине не участвовал свет посторонних источников. [c.54] Проблему представляет также борьба со всевозможными вибрациями и смещениями установки. Проходящая под зданием линия метро, например, может привести к систематическим вибрациям установки. Незначительные сами по себе, они стали причиной того, что первые голограммы оказывались размытыми и непригодными для восстановления. Лишь когда эксперименты были перенесены на ночное время, удалось получить доброкачественные голограммы. [c.54] Дело в том, что для записи голограмм использовали газовый лазер малой мощности. Время экспозиции было равно 20. .. 30 с, поскольку такой лазер дает весьма тусклую интерференционную картину. Если в течение экспозиции аппаратура или объект сдвигались хотя бы на 0,001 мм, т. е. на длину волны света, то интерференционная картина, зарегистрированная на фотопластинке, оказывалась смазанной. Восстановить такое изображение невозможно. Даже при слабом смазьгаании яркость изображения значительно уменьшается. Обычно установку монтируют на массивной плите, устанавливаемой на слабо накачанные резиновые камеры. [c.54] Таким образом, маломощные лазеры пригодны для голографирования лишь неподвижных объектов. Но есть и еще одна причина, ограничивающая их примечание. Она связана с так называемой длиной когерентности излучения. Дешевые маломощные лазеры ЛГ-55 и ЛГ-45 обладают небольшой длиной когерентности. При записи голограммы опорный и объектный пучки проходят пути различной длины прежде, чем они встречаются на фотопластинке, создавая интерференционную картину. Свет, попадающий на фотослой от ближайших частей объекта, проходит меньший путь, чем от более удаленных. Если разность этих путей больше длины когерентности лазерного излучения, то интерференционная картина не получится. Это особенно четко проявляется, когда хотят получить голограмму с помощью лазера с малой длиной когерентности при значительной глубине голографируемой сцены. Если длина когерентности лазерного излучения не превышает 0,5 м, то получить хорошую голограмму группы предметов, расположенных на глубине 1 м не удастся. Голограммы же плоских объектов можно получать с простейшими лазерами и даже с помощью газоразрядных ламп. [c.54] При восстановлении изображения различие длины пути света не имеют такого значения, как при записи. Здесь можно использовать и лазер, и газоразрядный источник, и даже обычный проектор, используемый для демонстрации слайдов. Только вместо слайда в него следует установить светофильтр. Однако нужно помнить, что чем более монохроматичен свет источника, которым освещают голограмму, чем он мощнее, тем выще качество восстановленного изображения. [c.55] Интересно проделать такой опыт направить на голограмму излучение, отличное цветом от того, что использовали при записи. В этом случае восстановленное изображение мы увидим в новом цвете. Но это еще не все Оно будет больше или меньше реального объекта в зависимости от того, больше или меньше длина волны восстанавливающего излучения по отношению к длине волны записывающего. [c.55] Можно проделать и такой эксперимент разрезать стеклорезом фотопластинку - голограмму пополам и восстановить изображение сначала одной половины, а затем другой. В обоих случаях мы увидим полностью восстановленное изображение, которое будет отличаться от первоначального только несколько худшим качеством. Этот эксперимент можно продолжать, многократно разрезая голограмму на мелкие части, эффект остается прежним. [c.55] Каждый из вас теперь и сам может, очевидно, дать объяснение этому явлению. Дело в том, что если объект отражает упавшее на него лазерное излучение диффузно, т. е. во все стороны равномерно, то информация от каждой его точки попадет в каждую точку голограммы. Иначе говоря, в каждой точке голограммы записана информация о всей форме объекта. Но чем меньше размеры голограммы, тем из меньшего количества информации будет состоять восстановленное изображение. [c.55] В чем же дело И это теперь вы можете объяснить. Неосвещенные точки предмета вовсе не дают зонных решеток Френеля, они не могут появиться и на негативной копии голограммы, поэтому при восстановлении эти точки так и остаются темными. Светлые же точки предмета участвуют в образовании узора на голограмме, и дифракционные свойства этого узора совсем не меняются при замене темных мест голограммы светлыми, а светлых - темными. [c.55] Вернуться к основной статье