Голограмма точечного объекта

Для пояснения метода голографии рассмотрим следующий пример (рис. 12.23, а). От точечного источника (объекта) О на фотопластинку Ф падает сферическая волна / (на рисунке показаны два луча под углами и Oj). Это объектная волна. Одновременно на пластину падает плоская опорная волна 2. В результате интерференции этих волн возникает тонкая система интерференционных полос. Эта система полос, зафиксированная на фотопластинке, называется голограммой точечного объекта О. [c.344]

Рис. 1.2.1. Схема регистрации голограммы точечного объекта.

ГОЛОГРАММА ТОЧЕЧНОГО ОБЪЕКТА [c.74]

ФОРМИРОВАНИЕ ГОЛОГРАММЫ ТОЧЕЧНОГО ОБЪЕКТА [c.74]

Рис. 101. Схема записи голограммы точечного объекта S

Голограмма точечного объекта. Схема получения голограммы показана на рис. 199. Опорная волна образуется после преломление в призме. Она описьшается аналогично (38.7) формулой [c.251]

Запись толстослойной голограммы точечного объекта (а) и восстановление волны (б) [c.257]

После соответствующей химической обработки фотографической пластинки на месте максимумов и минимумов интенсивности образуются максимумы и минимумы плотности почернения. Коэффициент пропускания такой пластинки, измеренный вдоль радиуса колец, изменяется по синусоидальному закону. Получаем так называемую зонную пластинку (решетку) Френеля. Следовательно, голограмма точечного объекта представляет собой зонную решетку Френеля с коэффициентом пропускания, изменяющимся по радиусу по синусоидальному закону.. [c.373]

Подробное описание этих методов выходит за рамки данной книги. Приведем лишь несколько иллюстративных примеров. На рис. 8.5, а дано изображение точечных объектов, восстановленное с акустической голограммы. Рис. 8.5, б показывает, как с помощью степенной интенсификации можно увеличить визуальный [c.173]

Таким образом, зарегистрированная интерференционная картина (зонная пластинка, голограмма) образует действительное изображение точечного источника, как если бы это была линза. Кроме действительного изображения источника, такая голограмма, в отличие от линзы, сформирует и мнимое изображение источника. При дифракции на решетке свет отклоняется не только в направлении оси системы, но и в противоположную сторону на точно такой же угол, образуя теперь уже расходящуюся волну с радиусом кривизны, совпадающим с радиусом кривизны волны от точечного объекта, использовавшегося при регистрации голограммы. [c.24]

Рис. 6. Схема записи голограммы при определении поперечного увеличения. 1 и 2 — точечные объекты 3 — точечный опорный источник ФП — фотопластинка.

Данное приближение соответствует голографированию точечного объекта по схеме Габора. В этом случае в выражение (2) вместо s(Xi, j/i) следует подставить 6(Xi, у ), а в выражении (1) положить 9=0 и ф=л/2. Тогда в соответствии с (1) результирующее распределение интенсивности в плоскости голограммы запишется в виде [c.157]

Это выражение представляет собой параксиальное приближение интерференционной картины, образованной плоской и коаксиальной с ней сферической волнами. Восстановление такой голограммы с помощью плоской волны с длиной волны 2 приведет к появлению двух сопряженных изображений точечного объекта, расположенных в главных фокусах зонной пластинки Френеля. Это можно показать математически, восстанавливая голограмму, описываемую выражением (3). Действительно, освещение голограммы плоской волной, как показано на рис. 1, б, создает непосредственно за ней амплитудное распределение, пропорциональное выражению (3). Сформированное голограммой волновое поле состоит из четырех членов двух констант и двух сферических волновых фронтов, распространяющихся вдоль направления распространения плоской освещающей волны. Одна из сферических волн выходит из мнимой точки, расположенной на оптической оси за голограммой, и является расходящейся, в то время как другая сферическая волна является сходящейся и фокусируется в точку на оптической оси в направлении распространения восстанавливающей плоской волны. Волновое поле в плоскости наблюдения, расположенной [c.157]

В соответствии с выражением (4) восстановление изображения точечного объекта с использованием условия фокусировки (5) предполагает неограниченно большие размеры голограммы, на что указывают бесконечные пределы интегрирования в (4). На самом деле конечная разрешающая способность фотопленки ограничивает максимальную пространственную частоту в картине дифракции Френеля, которая может быть зарегистрирована на ней, и, следовательно, пределы интегрирования в выражении (4) определяются разрешающей способностью фотопленки. Если предположить, что предел разрешения (RL) фотопленки равен U пар линий на миллиметр, а ее частотно-контрастная характеристика (ЧКХ) равномерна вплоть до частоты отсечки, то распределение амплитуд в изображении точки, восстановленном в соответствии с выражением (3), запишется в виде [c.160]

Рассмотренные эффекты лучше всего иллюстрируются для случая точечного объекта [см. выражение (2)1. Если при дальнейшем рассмотрении ограничиться одномерным случаем [т. е. в выражениях (1) и (2) положить ф=я/21, то регистрируемая на голограмме интенсивность дается выражением [c.164]

Восстановленное изображение точечного объекта в случае ограниченных размеров регистрирующей среды можно получить из выражений (1) и (2), интегралы в которых нужно брать от —L/2 до L/2 и использовать условие фокусировки (5). В данном случае распределение интенсивности в голограмме представляет собой когерентную суперпозицию сферической волны от точечного рассеивателя и внеосевой плоской волны, распространяющейся под углом 0 к оптической оси [1, стр. 95—97]. Восстановление такой голограммы дает в качестве восстановленного изображения дифракционное пятно, определяемое диаметром голограммы. Предел разрешения системы в пространстве объекта, определяемый критерием Рэлея, при использовании подхода, описанного в ti. 4.1.2.3 при выводе формулы (15), дается выражением [c.166]

Голограммы, приведенные в 1.2 в качестве примеров голограмм Френеля с осевым опорным пучком, на самом деле являются голограммами Фраунгофера, что объясняется характером выбранного объекта. В частности, случай 1 относится к точечному объекту. Разумеется, в этом случае изображение не может не находиться в дальней зоне. Изображение такого точечного объекта, формируемое голограммой, является мерой импульсного отклика всей системы. Поскольку в примере используется фотопленка большого размера, вид функции импульсного отклика будет определяться пределом разрешения среды и/или недостаточно хорошей когерентностью освещающего пучка. В случае 3, рассмотренным в 1.2, исследуется влияние конечных размеров регистрирующей среды, и, поскольку рассматриваемый объект снова точечный, полученные результаты непосредственно применимы к голограммам Фраунгофера. [c.177]

Под составными голограммами мы имеем в виду голограммы, которые формируют изображения, состоящие из отдельных частей, каждая из которых была записана самостоятельно. В качестве известного примера можно привести раздельную запись волн от ряда точечных объектов, чтобы составить суммарное изображение, содержащее изображения отдельных точек. Этот пример, который нетрудно объяснить, позволяет вместе с тем дать ответы на вопросы, касающиеся величин экспозиции при мультиплексировании. На рис. 1 показаны два изображения объекта, выполненные по 4000 точкам. [c.206]

Если таким образом записать голограммы, то восстановленные изображения не будут содержать аберраций Зайделя, вызываемых различием в спектре записывающего и считывающего света, причем длины волн могут различаться более чем вдвое. Были получены дифракционно-ограниченные восстановленные изображения для малых объектов (цепочка из 11 точечных объектов, разделенных десятью точечными промежутками, перекрываемая линейной цепочкой детекторов длиной 6,5 мм). [c.484]

С таких голограмм восстанавливаются изображения, которые движутся, когда голограмма перемещается в системе считывания. Для того чтобы избавиться от влияния движения голограммы, на пути опорного пучка ставится цилиндрическая линза, согласующая кривизну волновых фронтов опорного и объектного пучков, что приводит к появлению прямых полос в меридиональной плоскости. Голограммы, содержащие информацию в системе прямых полос, обеспечивают стационарное считывание. Однако пространственная частота прямых полос изменяется в соответствии с френелевским распределением, поскольку в направлении, перпендикулярном полосам, цилиндрическая линза мощность не рассеивает. Цилиндрическую линзу необходимо также использовать и при считывании с целью фокусировки коллимированной составляющей в точки, расположенные на той же плоскости, на которой фокусируются сходящиеся лучи составляющей от голограммы Френеля. Таким образом, для считывания стационарного изображения можно использовать линейную цепочку диодов, а другой такой же цепочкой, но повернутой на 90° относительно первой, удобно считывать положение голограммы вдоль оси у. Другая голограмма, на которой записан один точечный объект, применяется в такой же схеме, но с одной линейной цепочкой диодов для определения положения голограммы вдоль оси х. [c.484]

Рис. 3. а — формирование голограммы с использованием многих точечных объектов 6 — при освещении полученной голограммы объектной волной (в нашем случае объектом является буква х) в месте восстановления каждого исходного точечного объекта будет формироваться изображение буквы . [c.666]

Предполагаем, что амплитудное пропускание голограммы t пропорционально /. Вследствие пространственной модуляции разности фаз Дф = ф1—фо при освещении голограммы возникает дифракция света. Разность фаз Лф в произвольной точке Q голограммы может быть выражена через разность хода световых лучей SQ и PQ, распространяющихся между 5 и Q по прямому пути (опорная волна—когерентный фон) и рассеянных точечным объектом (предметная волна). Допустим, что источник непрерывно излучает световую волну длиной X. Тогда разность фаз между этими двумя лучами [c.19]

Голограмма точечного источника, как и зонная пластинка Френеля, представляет собой дифракционную решетку с фокусирующими свойствами. Она одновременно является положительной и отрицательной линзой (рис. 1.7). Величина f в выражении (1.2.9) есть фокусное расстояние голографической решетки. Выражение (1.2.7) аналогично формуле линзы, определяющей расстояние от линзы до изображения с 2 в зависимости от фокусного расстояния / и расстояния от линзы до объекта di. Если такую решетку освещать точечным источником S, то возникают два изображения мнимое Р, из которого исходит рас- [c.20]

В общем случае Av зависит от пространственных положений точечных объектов и источника опорной волны, а также от формы фронта волны опорного пучка. В табл. 2.5.1 приведены выражения для ширины полосы пространственных частот для различных условий записи радужных голограмм, где буквой Р обозначено предельное расстояние от голограммы Яг до опорного источника, где имеет место параксиальное приближение. [c.64]

Если на место одного из точечных источников излучения (см. рис. 1) поместить предмет, размеры которого настолько малы, что в первом приближении он может считат1>ся точечным, то, очевидно, структура интерференционных поверхностей не изменится, изменится лишь контрастность интерференционной картины. Действительно, точечный объект рассеивает свет равномерно во всех направлениях, так, что е1 о можно рассматривать как вторичный источник сферической волны. Если рассматривать голограмму точечного объекта под микроскопом, то можно обнаружить, что она состоит из множества параллельных полос. При замене точечного объекта предметом более сложной формы. эти полосы претерпевают изменения, которые тем значительнее, чем сложнее форма предмета. [c.16]

Неудивитатьно, что предел поперечного разрешения голографического изображения практически совпадает с пределом разрешения в системе формирования изображения, образуемой сферическими линзами. Голограмма точечного объекта действует подобно сферической линзе. Поэтому при одинаковых ограничениях предел разрешения становится равным расчетному. [c.71]

Распределение фаз, описываемое формулой (61.4), могла бы создать сферическая волна с длиной = 2к1к, причем центр ее должен находиться на перпендикуляре длиной г(, восставленном из точки р(. В таком случае построение Френеля, обсужденное в 33 и относящееся к свободному распространению сферической волны, позволяет заключить, что за голограммой будет распространяться сферическая волна с указанным положением ее центра. Другими словами, формулы (61.5) и (61.6) для Д, р( определяют пололгение изображения точечного объекта, находившегося при экспонировании голограммы в точке, задаваемой величинами г , р . [c.249]

Так, напр., если объект в виде точечного источника звука О (рис. 1) создаёт сферич. волну с длиной волны и одновременно излучается другая, опорная волна Ui когерентная Ug, т. е. с той же длиной волны то в плоскости Р возникает интерференц, картина, образованная взаимодействием двух волн и и имеюп1ая вид концентрич. окружностей (зонная картина Френеля, или кольца Френеля). Это т. н. акустич. голограмма точечного источника. В оптич. голографии такую картину можно зарегистрировать только с помощью квадратичного детектора, поскольку в оптич. диапазоне длин волн линейных детекторов не существует. [c.512]

На рис. 8.4 показан пример восстановления радиоголограммы Френеля (рис. 8.4, б), полученной методом синтезированной апертуры. На восстановленном изображении хорошо заметны точечные объекты, которым соответствуют картины колец Френеля на исходной голограмме. Отметим, что данная голограмма представляет собой набор одномерных голограмм Френеля, причем, как [c.168]

Флуктуации, возникающие в первом звене, можно разделить на две составляющие. К одной относятся флуктуации, вызванные внешними причинами (например, вибрациями отдельных узлов голографической схемы), с которыми в той пли иной степени можно бороться. К Другой относятся флуктуации, связанные с природой источника, объекта, оптических элементов и среды, которые можно лишь уменьшить удачным выбором схемы голографирования. Существенную роль в первом случае играет нестабильность различных оптических элементов, формирующих схему, с помощью которой в плоскости голограммы создается записываемый волновой фронт. Так как даже при самой быстрой записи происходит наложение множества интерференционных картин, каждая из которых относится к различным моментам времени экспонирования, то флуктуация разности фаз вызовет на каждом элементе поверхности голограммы флуктуацию пространственных частот вокруг некоторой средней. Даже в том случае, когда в процессе записи и восстановлсппя волнового фронта искажения и потери информации полностью отсутствуют, точечный объект восстанавливается в виде некоторой размытой картины. Степень размытости зависит от амплитуды пространственной флуктуации интерференционных полос, и при значительных флуктуациях интерференционная картина, а вместе с ней информация об объекте, исчезает целиком. [c.70]

Предел продольного разрешения является очень важным параметром для некоторых применений голографии, таких, как голографическое построение контуров. В отличие от поперечного разрешения предел продольного разрешения зависит от конечной ширины полосы частот освеш,аюш,его пучка. Используя снова голограмму двух точечных объектов, освеш,енную расходяш,имся квазимонохро-матическим светом восстанавливаюш,его источника, можно показать, что минимальное разрешаемое продольное расстояние между точками для действительного изображения [c.71]

На рис. 1 приведена типичная схема записи голограмм этим методом. Маска, перемещаемая в трех направлениях по осям х, у п z, содержащая линзу, освещается коллимированным пучком света, оптическая разность хода которого согласуется с опорным пучком для обеспечения достаточной когерентности. Линза формирует изображение точки, которое для записываемой голограммы является точечным объектом. Положение этого точечного объекта в пространстве X, у, Z точно отслеживается положением маски, пока линза не выходит за пределы апертуры освещающего пучка. Иногда к маске приходится прикреплять держатель небольшого рассеивателя, расположенного в фокусе линзы. Это приводит просто к увеличёнию [c.225]

Таким образом, копия голограммы представляет собой фактически две системы интерференционных полос, в то время как голограмма-оригинал состоит лишь из одной системы. При восстановлении с копии голограммы образуются четыре изображения два действительных и два мнимцх, причем каждое из них связано со своей системой интерференционных полос. Такая ситуация для случая точечного объекта и освещения плоской опорной волной, падающей по нормали, иллюстрируется на рис. 3. [c.410]

Рис. 3. Геометрия схемы копироваиня голограммы почти контактным методом, поясняющая возникновение двойного изображения точечного объекта, а — геометрия схемы записи копии б — геометрия схемы восстановления с копии изоб-ра1жения два действительных и два мнимых изображения находятся друг от друга 1М расстоянии, равном удвоенному промежутку, разделяющему Hi и На в схеме заплси.

Тафт ) в сотрудничестве с автором [3] предложили метод записи голограмм Френеля малых объектов с низкими аберрациями, причем запись и считывание происходит при различных длинах волн. Геометрические параметры записи вычисляют из рассмотрения желаемой конфигурации считывания и разности длин волн между зайисью и считызанием. Понятие записи требует конфигурации, в которую включены точечный объект и точечный источник опорного пучка, причем они расположены на перпендикуляре к плоскости голограммы, как показано на рисунке. Эти источники являются когерентными и испускают свет с длиной волны к. [c.483]

Обычный протяженный объект можно рассматривать как со-зокупность точечных объектов. Свет, рассеянный каждой из этпх точек, интерферирует с опорной волной, в результате чего возникает суперпозиция многих голографических зонных пластинок. Когда вся голограмма освещается опорной волной, каждая индивидуальная голограмма создает мнимое изображение соответствующей точки объекта, и в процессе восстановления эти изображения в совокупности создают образ протяженного объекта. [c.21]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...