Голография в реальном времени

На рис. 17 изображена блок-схема гибридной системы. В такой системе испытуемый объект можно исследовать с помощью оптической подсистемы ГНК, акустооптической подсистемы ГНК или корреляционной подсистемы отдельно или последовательно в зависимости от типа испытуемого объекта и вида разыскиваемой деформации. Если по условиям испытаний необходимо применять оптическую подсистему ГНК, то в этом случае можно использовать несколько режимов работы подсистемы голографию в реальном времени, е [c.348]

Существуют многочисленные приложения оптики фазового сопряжения для практических целей и научных исследований. К ним относятся передача изображения, сжатие импульса, обработка изображения (включая свертку и корреляцию) и голография в реальном масштабе времени. Прежде чем рассмотреть подробно теорию, опишем два таких приложения распространение через неоднородную среду и передачу изображений в многомодовом волокне. [c.590]

С другой стороны, большая длина волны расширяет возможности ГНК, поскольку объекты, непрозрачные для оптических волн, становятся прозрачными для акустических. Это свойство позволяет разглядывать исследуемый объект по всему объему. Результатом применения такого акустического метода является изображение внутренней структуры трехмерного испытуемого объекта. Это изображение особенно полезно при определении местонахождения различных дефектов внутри исследуемого объекта. Акустическая голография обладает целым рядом других преимуществ при формировании видимых изображений облученного звуком объекта. В частности, к этим преимуществам относятся способность к визуализации трехмерного изображения в реальном времени, быстрая запись и обработка акустической информации, огромная глубина поля зрения, относительная нечувствительность к турбулентности окружающей среды, способность к переработке информации об объекте, полученной от отдельных выбранных точек объекта, определение местоположения дефектов в объектах и, наконец,способность регистрировать сигналы с существенно более низкими мощностями, чем в любом другом случае, [c.327]

Голографические интерферометры, работаюш,ие в реальном времени, менее критичны к стабильности, чем их классические аналоги. Уникальным свойством голографии является способность записывать множество изображений на одну и ту же голограмму, причем при восстановлении они интерферируют как независимые волновые фронты. Интерферометрия с двойной экспозицией голограмм позволила ослабить на порядок критерий стабильности по времени экспозиции. Эта способность записывать волновые фронты за различное время, а также тот факт, что теперь в интерферометрии можно использовать произвольные волновые фронты 19, 20], сделали голографический подход гораздо более гибким, чем классический, Даже голограммы движущихся объектов содержат информацию о движении, причем изучение этих голограмм совершило переворот в исследованиях вибраций [32]. [c.506]

Для голографической интерферометрии в реальном времени при восстановлении можно использовать лишь исходный опорный пучок однако дважды экспонированная голограмма дает богатый выбор методов восстановления. В интерферометрии, как и в других областях применения голографии, идеальное восстановление имеет место только в том случае, когда используется точная копия опорного пучка. Для удовлетворительного восстановления диффузных голограмм прозрачных объектов необходимо монохроматическое освещение, поскольку диффузные голограммы содержат ши рокую полосу пространственных частот, вследствие чего в поли хроматическом восстанавливающем свете изображение смазывается [c.515]

Режим нулевых полос в голографической интерферометрии в реальном времени более сложен, чем исследования с применением голографии двух экспозиций или с усреднением во времени, главным образом потому, что в первом случае трудно избежать изменений положения голографической пластинки относительно механического устройства, на котором укреплены оптические элементы и объект. В этом случае улучшить экспериментальные результаты поможет разработка устойчивой кинематической схемы для держателей пластинки, а также монтажа оптических элементов и держателей объекта [45]. Основной принцип состоит в том, чтобы в конструкции содержался минимум ограничивающих деталей, достаточный для исключения любой конкретной степени свободы движения объекта. Например, все держатели голограммных пластинок вне зависимости от того, используются они в интерферометрии или нет, должны содержать кинематический узел, сводящий к минимуму деформацию пластинки во время экспозиции. Чтобы ориентировать прямоугольную пластинку в плоскости как по положению, так и по углу, вполне достаточно использовать только три штифта. Аналогично требуются лишь три точки, чтобы установить положение этой плоскости следовательно, чтобы обеспечить точную ориентацию голограммной пластинки, держатель должен иметь только шесть опорных точек. Для поддержки пластинки относительно подкладок и для обеспечения сил трения, удерживающих пластинку относительно ориентирующих штифтов, приходится применять дополнительные штифты, однако эти силы трения не должны быть очень велики. Держатель пластинки, сконструированный с учетом кинематических принципов, не будет коробить пластинку и может быть использован для перемещения голограммы после экспозиции, но с достаточной степенью аккуратности, чтобы больше ничего в схеме не изменилось при этом условие нулевых полос будет соблюдаться по всему полю голограммы. [c.544]

Методы голографической интерферометрии. Способы получения голографических интерферограмм делятся по принципу записи и восстановления взаимодействующих волновых полей, одно из которых образуется с помощью голограммы. Можно выделить следующие методы метод наблюдения изменений, происходящих с объектом в реальном времени метод двух экспозиций метод усреднения во времени. В последнее время успешно развивается голографическая спектроскопия и динамическая голография. Вначале рассмотрим различные методы интерферометрии. [c.398]

Было разработано три способа применения голографии в интерферометрических исследованиях. Они называются интерферометрия реального времени, интерферометрия с выпадением времени и интерферометрия усредненного времени. Мы уже обсудили способ, используемый для исследований в реальном времени он позволяет нам наблюдать изменения в предмете по мере того, как они происходят. [c.108]

Существенным достижением лазерной голографии является разработка методов голографической интерферометрии, в основе которой лежит свойство голограмм точно воспроизводить записанные на них волновые поля. При освещении восстановленной голограммой объектной волны с волновым полем излучения, непосредственно рассеянного объектом, оказывается возможным наблюдать картину интерференции этих волн. Если волновое поле претерпевает изменения по сравнению с записанным па голограмме, то на трехмерном изображении объекта появляются интерференционные полосы, соответствующие этим изменениям. Этот метод получил название голографической интерферометрии в реальном масштабе времени. [c.208]

Структуры, применяемые в Ф. р., можно использовать многократно запись после считывания стирается тепловой обработкой. Гл. достоинство- возможность считывания информации в реальном масштабе времени, т. е. сразу после записи, что позволяет применять Ф.р. для практически мгновенной передачи и преобразования изображений (напр., в телевидении). Высокая разрешающая способность и быстрое действие, характеризующие метод Ф.р., делают его перспективным для голографии, для использования в ЭВМ (в оперативной памяти, при вводе и выводе информации), для разл. видов оптич. обработки изображений. [c.266]

Голография — линейный процесс, что позволяет записать и восстановить несколько голограмм одновременно и производить интерференционное сравнение световых волн, рассеянных объектом в различные моменты времени. Это свойство голографии позволяет применять ее для исследования изменения состояния объекта — голографической интерферометрии. При этом могут сравниваться световые волны, идущие от реального объекта с восстановленными с помощью голограммы (метод реального времени) или световые волны, восстановленные голограммой, которые зарегистрированы в различные моменты времени (метод двух экспозиций). Последний наиболее широко распространен при исследованиях напряженно-деформи-рованного состояния диффузно-отражающих и прозрачных объектов. Во время первой экспозиции регистрируется исходное состояние объекта, во время второй-—деформированное. При освещении такой голограммы опорным пучком восстанавливаются одновременно две предметные волны, которые интерферируют, образуя голографическую интерферограмму, характеризующую изменение состояния объекта между экспозициями. [c.539]

Не менее важное значение имеет голографическая интерферометрия, изобретение которой существенно продвинуло вперед саму область интерферометрии. Возникшая в период 1964—1965 гг., эта область голографии проявила ряд курьезных и, возможно, даже загадочных свойств. В 1964 г. голографии исполнилось 17 лет, и, хотя голографией занимались уже очень многие, до сих пор никому не удалось открыть голографическую интерферометрию. И неожиданно независимо друг от друга ее изобретают около полдюжины исследовательских групп. Самые ранние сообщения были сделаны Пауэллом и Стетсоном [30], которые предложили голографическую интерферометрию с усреднением по времени. Затем в последующие несколько месяцев ряд групп, работавших независимо друг от друга, сообщили о других вариантах голографической интерферометрии (двойной экспозиции и реальном времени). Успехи голографии в интерферометрии являются поразительными появилась возможность сравнивать любые волны, которые существовали в различные моменты времени,— достижение, немыслимое с точки зрения традиционной интерферометрии. [c.22]

В большинстве случаев погружение голограмм в жидкость не так уж необходимо, и голография реального времени может дать вполне удовлетворительные результаты при использовании сухого подвижного держателя с опорой на края голограммной пластинки и ручного перемещения обработанной голограммы. В такой системе, поскольку в качестве опорных поверхностей используются края пластинки, целесообразно их слегка покрывать абразивным порошком, особенно если пластинка раскололась при транспортировке или была разрезана в лаборатории. [c.545]

В середине 70-х годов начался третий этап в истории развития голографии. К этому времени значительно возросло качество лазеров, появились работающие в режиме реального времени управляемые транспаранты. Подобно тому, как развитию электроники способствовало изобретение транзисторов, так и для развития оптических методов получения и обработки информации необходим был эффективный управляемый транспарант. Появилась надежда на создание голографических запоминающих устройств, объемных кино и телевидения. [c.4]

В общем виде принцип получения ультразвуковой голограммы аналогичен принципу получения оптической голограммы. Как и в оптике, ультразвуковая голография представляет собой двухступенчатый процесс, на первой стадии которого происходит полная (с учетом амплитуды и фазы) запись распределения рассеянного объектом акустического поля, а на второй стадии — стадии восстановления — оптическая реконструкция акустического изображения. Для голографического процесса, совершающегося в реальном масштабе времени (оптико-акустические методы), эти стадии совмещены по времени. [c.210]

СПИННЫХ плавников. Такая система, работающая в масштабе реального времени, позволяет наблюдателю следить за движением объекта и опознавать его и имеет поэтому огромные достоинства. Интерпретация объекта может оказаться затруднительной, если наблюдатель рассматривает неподвижный объект. Эти и другие результаты показывают, без сомнения, что акустическая голография может играть важную роль в медицинской диагностике. [c.121]

Развитие техники голографии позволяет надеяться на успешное применение систем при исследовании биологических организмов. Эксперименты по акустической голографии, проделанные до настоящего времени, требуют изменения масштаба голограммы и поэтому не являются обнадеживающими. Понятно, что, когда будет создана голографическая система визуализации, работающая в реальном масштабе, она найдет широкое применение. [c.112]

Переходя от фундаментальных явлений непосредственно к голографии, необходимо прежде всего подчеркнуть, что голография не относится к разряду технических достижений, т. е. не является некоторой сложной искусственной комбинацией известных законов природы, рассчитанной на получение заранее заданного положительного эффекта. По существу история разработки голограммного метода — это история последовательного открытия различных сторон некоторого единого объективно существующего явления реального мира. Это явление, обнаруживающее удивительную способность волновых полей отображать с недостижимой ранее степенью объективности материальные предметы, по своей научной значимости ничуть пе менее важно, чем, например, явление интерференции световых волн. Несмотря на то, что это явление лежит в основе голографии и всех ее приложений, определенного названия оно до сих пор не получило, отчасти как в силу молодости самой голографии, так и вследствие несколько излишнего практицизма, когда сильный интерес к следствиям идет в ущерб интересу к первопричине. Оставляя вопросы терминологии временно в стороне, перейдем к рассмотрению сущности этого явления. [c.47]

Голография — это новая отрасль науки, имеющая весьма широкую область применения. В основном голография трактуется как метод регистрации произвольного колебательного процесса, позволяющий зафиксировать как амплитуду, так и фазу колебания, а затем воспроизвести их в любой удобный момент времени. Это существенно отличает голографию от обычных способов регистрации, осуществляемых в фотографических материалах, фотоэлектрических приемниках и т. п., которые могут реагировать только на интенсивность (или квадрат амплитуды) колебания. Поскольку вся информация о форме объекта содержится в сложной световой волне, рассеиваемой объектом при его освещении, голографический процесс позволяет регистрировать эту форму на голограмме в неизменном виде. Таким образом, в любой последующий момент времени форма объекта может быть воспроизведена и использована в качестве трехмерного шаблона, с которым можно сравнивать произвольные малые изменения формы реального объекта. [c.178]

Д. г. нестационарных волн. Д. г. позволяет осуществить для нестационарных волн ( в реальном времени ) след, преобразования, известные в статич. голографии сложение и вычитание об1Цих деталей разл. объектов, свертку изображений, их окоптуривапие , обращение волнового фронта И др. Ряд преобразований специфичен только для д. г. изменение параметров модуляции световых сигналов, сокращение длительности светового импульса, получение гистерезисных (бистабильных) зависимостей между интенсивностями выходящего и записывающих пучков и др. [c.624]

Сиицов В. Н. Запись голограмм в реальном времени. — В кн. Материалы пятой Всесоюзной школы по голографии. ЛИЯФ, [c.294]

Любой классический интерферометр, который был разработан для измерения изменений длины оптического пути как на пропускание, так и на отражение от высококачественных оптических элементов, имеет соответствующий голографический аналог. Классические интерферометры характеризуются не столько устройством оптических элементов, сколько тем (так как это устройство может сильно меняться в зависимости от конкретного применения), являются ли интерферометрически сравниваемые волновые фронты почти плоскими или сферическими с относительно небольшими фазовыми отклонениями от идеального волнового фронта. Вследствие этого оптические элементы, используемые в составе классического интерферометра, должны изготавливаться с высокой степенью точности, чтобы не вносить паразитных полос в результирующую интерференционную картину. Наоборот, голография, позволяет восстанавливать волновые фронты с произвольным изменением фазы поперек волнового фронта, что открывает возможности применения в интерферометрии элементов с более низким оптическим качеством. Голографическая интерферометрическая система может быть выполнена на рассеивающих элементах, которые вообще нельзя использовать в классических методах. Поскольку в классических интерферометрах производится сравнение волновых фронтов, а не их запись, то такие приборы работают в реальном времени, что требует от оптических элементов интерферометра высокой стабильности и до некоторой степени столь же высокой стабильности изучаемого явления. С другой стороны, в голографическом интерферометре сравниваемые волновые фронты запоминаются, так что экспериментатору доступно еще одно измерение, а именно во времени. Наличие временной переменной является весьма существенной частью голографической интерферометрии, что привело к многочисленным новым ее применениям, играющим важную роль особенно в области изучения вибраций. [c.504]

Во всех экспериментах такого типа для проверки работы устройства перед изготовлением голограммы методом усреднения по времени или методом двух экспозиций полезно применять режим работы голографического интерферометра в реальном времени. Таким образом можно проверить правильность уровня возбуждения и расположения возбудителя. Одновременно можно проверить наличие нежелательного движения опоры голографического устройства. При изучении вибраций особенно полезно сочетание акустического возбуждения и голографической интерферометрии в реальном времени для сканирования спектра возбуждения. Непрерывная природа акустического возбуждения дает гарантию того, что в процессе сканирования не будет пропущена ни одна мода колебаний. При использовании для исследования вибраций стробоскопической голографии необходим контроль в реальном времени, чтобы устанавливать фазу стробирующего импульса относительно цикла вибраций. В тех случаях, когда можно использовать голограмму в реальном времени, она всегда должна предшествовать более сложным испытаниям даже если такая голограмма может и не иметь идеального согласования нулевых полос, с ее помош,ью можно многое узнать о вибрационных испытаниях. [c.532]

Голографическая интерферометрия в реальном времени, использующая стабильные лазеры непрерывного действия, согласно временной шкале, представляет собой одну из крайностей, тогда как голография с импульсными лазерами относится к другой. Если очевидно, что две голограммы, записанные с помощью достаточно коротких импульсов, чтобы избавиться от смаза, вызываемого движением объекта, можно интерферометрически сравнивать, как и голограммы статически деформированных объектов, полученные методом двух экспозиций, то абсолютно неясно, какого рода информация будет получена от голограммы, сделанной с непрерывным источником света при движении объекта во время экспозиции. [c.532]

Переход к преобразованик нестационарных пучков в реальном времени потребовал использования методов динамической голографии — одноэтапного смешения волн, при котором запись и считывание динамической голограммы-корректора происходят одновременно [47, 48]. Широкое развитие работ по динамической голографии на фоторефрактивных кристаллах с нелокальным откликом и высокими значениями усиления [c.234]

Отметим еще два обстоятельства, имеющих принципиальное значение для процесса обращения волнового фронта. Во-первых, можно показать, что сам эффект имеет место не только в случав четырехволнового взаимодействия, а также и в случае ряда других нелинейных взаимодействий [13]. Во-вторых, надо иметь в виду взаимосвязь этого эффекта с голографией [13]. Качествеж-но суть дела видна из рассмотренной выше схемы любая пара полн, раснространяющихся под углом друг к другу (/сг и к2 и кз), интерферируя, образует голографическую решетку, которая считывается третьей волной (Лг и к соответственно), образуя обращенную к волне кз волну 4. Это типичный пример динамической голографии в реальном масштабе времени, так как обращенная волна возбуждается црактически мгновенно. [c.163]

По способу записи (экспозиции) голограммы различают три основных интерференционной голографии [14] метод многократных экспозиций стробсюло. графический метод и голографирование в реальном масштабе времени. [c.130]

В индикатрисе рассеяния зашифрована вся информация о дефекте. Ультразвуковая дефектометрия основана на анализе средневзвешенных пространственных соотношений амплитудно-фазовых характеристик волн различного типа в индикатрисе рассеяния и установлении корреляционных связей с размером и типом дефекта. В последнее время появилось много методов, основанных на многопараметровой обработке параметров индикатрисы рассеяния на ЭВМ (система АЛОК , голография, томография и т. п.). Объем книги не позволяет рассмотреть эти методы. Далее будут рассмотрены способы измерения величины дефектов, которые реализуются в реальном масштабе времени без выполнения специальных вычислительных процедур. [c.165]

В настоящее время ультразвуковая голография продолжает развиваться, поэтому оценивать ее с точки зрения пригодности для неразру шающего контроля несколько преждевременно. Из-за сложности оборудования ультразвуковая голография не сможет заменить более простые методы, за исключением тех случаев, когда контроль обусловлен экономической необходимостью, а обычные методы не имеют успеха. Выбор голографического метода будет зависеть от обстоятельств и предъявляемых требований. Система, дающая изображение в реальном масштабе времени, позволяет оператору рассматривать деталь под разными углами или, напротив, наблюдать движущиеся детали, если турбулентность в жидкости не искажает изображения. Система, в которой осуществляется запись голограммы, например в виде диапозитива, обеспечивает долговременную память параметров детали, которая может храниться в картотеке и к которой можно обращаться при последующих исследованиях. Например, может быть осуществлен качественный контроль заготовки по ее голограмме, если после того, как заготовка прошла определенную технологическую обработку, в ней возможно возникновение нежелательных дефектов. [c.170]

До последнего времени основные результаты по оценке выбираемых конструктивных решений патрубковых зон разнообразных по назначению и формам сосудов давления, тройниковых соединений получены экспериментальными методами (фотоупругости и замораживания для тепловых воздействий, голографии и тензометрии) [1, 2 и др.]. Аналитические решения указанных задач весьма не многочисленны, основаны на теории пологих тонких оболочек и, следовательно, ограничены малыми размерами отверстий в основной оболочке (djD < 1 /4, где D -диаметр оболочки, d — диаметр отверстия или патрубка). При этом или совсем не учитьшается подкрепляющее влияние патрубка или принимается идеальное сопряжение патрубка с оболочкой [3]. Как следует из приведенных результатов, во всех рассматртваемых в этом случае подходах не удается получить реального распределения напряжений, наблюдаемого в эксперименте. [c.120]

До сих пор одно Из главных применений голографии лежит в области голографического неразрушающего контроля (ГНК) и оказывается, что разработанные методы оптического ГНК или голо-графической интерферометрии являются действительно самым полезным результатом этих применений. Недавно эта тема была превосходно изложена в книге [19] полезной также является книга Кольера и др. [15]. Некоторые сведения по этому вопросу можно найти в 10.4 настоящей книги. Последующее содержание настоящего параграфа требует от читателя понимания таких терминов, как реальное время, двойная экспозиция и методы усреднения по времени, рассмотренные в указанной выше литературе. Поэтому мы здесь сконцентрируем внимание на некоторых конкретных системах ГНК, чтобы дать некоторое практическое руководство для конструирования обычных голографических систем. [c.320]

К настояш,ему времени имеется уже несколько попыток использования голографических методов для получения дисплеев произведений искусства. К сожалению, представители музеев и комиссий по искусству все еш,е не убеждены в достоинствах голографических дисплеев, за исключением достоинства новизны. Однако такое применение голографии позволило бы экспонировать более широко редкие и бесценные сокровиш,а искусства, не подвергая их опасностям. Многие произведения искусства выполнены из материалов, имеющих какую-либо одну монохроматическую окраску, например из золота, нефрита, слоновой кости или иных драгоценных материалов, так что в этих случаях не требуется многоцветной голографии, чтобы получить вполне реальную копию оригинала. Кроме того, особо ценные экспонаты, как правило, демонстрируются помеш,енными внутри стеклянных колпаков, так что отбеленная голографическая запись дала бы в этом случае полную [c.501]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...