ГТС) 280—283 Голограмма внеосевая

Рис. 4.4. Освещение голограммы внеосевого точечного источника соосной плоской волной.

При получении голограмм Френеля (рис, 22) используют набор когерентных точечных источников и опорный источник. В результате их интерференции на фотопластинке получаем голограмму точечных источников — мультиплицирующий элемент, представляющий собой набор внеосевых голографических линз, вложенных в одну апертуру. [c.62]

Рас. 1.2.2. Схема регистрации голограммы с внеосевым опорным пучком. [c.25]

Введение внеосевого опорного пучка можно пояснить с помощью рис. 1.2.2. Этот рисунок представляет собой ту же схему голографирования, что и на рис. 1.2.1, за исключением того, что часть опорного пучка перекрыта. В этом случае пучок света, проходящий при восстановлении сквозь голограмму без отклонения, и расходящиеся волны, отвечающие мнимому изображению, в пространстве за голограммой не перекрываются и не требуется никаких мер по устранению их взаимного влияния. [c.25]

Голограмма 10 амплитудная 133 бинарная 100 внеосевая 25 контраст 177 толстая , тонкая 134 фазовая 103—133 Френеля 27—34, 86—89, 91 Фурье 34—40, 89—90, 91 Голография 10 [c.301]

Названия голограмм, рассмотренные нами, употребляются только в том случае, если голограмма чем-то отличается от стандартной. Если говорят, что кто-то собирается записать голограмму, то это, по всей вероятности, означает, что планируется использовать лазер, поместить фотопластинку в френелевскую область объекта, расположить внеосевой точечный опорный источник по крайней мере на таком же расстоянии от плоскости регистрации, на котором от нее находится объект, применять плоскую фотоэмульсию и регистрировать поверхностную голограмму. Под всем этим подра- [c.149]

Рис. 1. Схематическое представление процессов записи и восстановления внеосевых голограмм Френеля, а — запись голограммы б — восстановление изображения в — оси координат.

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]

Как видно из (31), расположенное вне оптической оси восстановленное сфокусированное изображение объекта представляет собой двойную свертку распределения амплитуд на объекте с точечной функцией рассеяния голограммы и точечной функцией рассеяния регистрирующей среды. Рассмотренные ранее ситуации с внеосевой опорной волной оказываются предельными случаями выражения (31). [c.167]

В работе [13] измерялись отношения сигнал/шум (S/N) для различных используемых во внеосевой голографии фотопленок в зависимости от величины угла падения опорной волны, отношения интенсивностей пучков, дифракционной эффективности голограммы и разрешаюш,ей способности фотопленки. Были получены отношения сигнал/шум в диапазоне 10—25 дБ для случаев хорошего разрешения несуш,их пространственных частот фотопленкой в зависимости от различных комбинаций параметров системы, используемых в эксперименте. [c.169]

Внеосевая голограмма Френеля [c.169]

Мы опишем ряд методов, которые позволяют получить такие преимущества. В некоторых (но не во всех) типах дисплеев размер устройства, использующего голограммы, несколько больше, чем размер его фотографического аналога. Это связано с необходимостью внеосевого освещения в считывающем устройстве, работающем на ненулевом дифракционном порядке. [c.452]

Голограмма освещается светом двух внеосевых пучков, исходящих из кварцевой лампы с галогенным циклом, допускающей использование простой и малогабаритной конденсорной оптики. Внеосевые пучки формируются отражающими поверхностями Sj [c.472]

Рис. 3. Геометрия схемы записи внеосевой голограммы. Uo — наибольший угол между полем объекта и нормалью к плоскости пленки.

Внеосевые голограммы предъявляют более строгие требования к когерентности освещающего источника света Общее требование к когерентности записывается в виде следующего условия [c.626]

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]

Позднее о наблюдении осевого черно-белого изображения сообщалось Дж. Брандтом в его обстоятельной статье [30], а также в работе [31], хотя основное внимание в этих работах уделетось изучению спектрально окрашенных внеосевых изображений. Однако и в [30, 31] не удалось выяснить физическую природу осевых изображений, и лишь позднее кажущееся противоречие было объяснено в работе [32]. В ней было показано, что при (Армировании голограммы сфокусированного изображения диффузно рассеивающего объекта, независимо от наличия наклонного опорного пучка, на фотопластинке регистрируется микроструктура (спекл<труктура), восстанавливающая при освещении произвольным источником плоское позитивное изображение вблизи оси освещающего пучка. [c.10]

Отсюда следует, что при восстановлении полихроматическим излучением интервал углов, в котором наблюдается внеосевое изображение, расширяется за счет дисперсии в направлении, перпецдикулярном основному направлению пространственных несущих голограммы. Кроме того, как легко видеть, происходит перемеишвание (совпадение пространственных частот) различных монохроматических составляющих, претерпевших дифракцию на решетках с различными периодами. Действительно, элементарные изображения, восстановленные спектральными компонентами с длинами волн Х, и Х /при дифракции соответственно на элементарных голограммах с периодами d и d ,, наблюдаются под одним и тем же углом при условии, что Световое поле, создаваемое диффузно рас- [c.34]

Однако регистртруемая наряду с высокочастотной структурой внеосевой голограммы относительно низкочастотная спекл-структура ( продукт перекрестной интерференции в диффузно рассеяннсм предметной волне) при определенных условиях обладает способностью к восстановлению изображения. Действительно, об этом свидетельствует известный зкспе1жмент [76-77] по образованию так называемого фантомного изображения. Он состоял в регистрации диффузно рассеянного составным объектом поля в виде спекл-структуры и освещении полученного снимка, помещенного точно в исходное положение, волной, рассеянной частью этого объекта. Следовательно, диффузное поле, регистрируемое в зоне френелевской дифракции, содержит амплитудно-фазовую информацию, необходимую для воспроизведения изображения предмета, но поскольку опорный фазовый фронт имеет случайный (хотя и постоянный) характер, полноценное восстановление возможно только в случае Сохранения в реконструирующей волне этого фронта. [c.72]

Своеобразие квазиосевых изображений, формируемых сфокусированными голограммами независимо от наличия внеосевого опорного пучка, свидетельствует о существенных особенностях мека1низма их образования. В частности, в уже упоминавшейся работе Брандта [30] подчеркивалось, что процессы формирования таких изображений не могут быть объяснены с точки зрения обычного механизма голографии, однако никакой гипотезы относительно пртроды этого эффекта не было предложено. [c.74]

Угол, в пределах которого наблюдается восстановленное изображение, дополнительно расширяется за счет дисперсии более длинноволновых спектральных составляющих на несущих с максимальными пространственными частотами, пртчем, в отличие от случая сфокусированных голограмм с внеосево диффузно рассеянно волно< [41], рассмотренного в гл. 2, расширение поля происходит по всем направлениям. [c.77]

Восстановление спеклограммо изображения вблизи оси освещающего пучка в определенно степени затрудняет его наблюдение в связи с наличием интенсивного фона от освещающего источника. Поэтому значитель-Hbiii интерес представляет получение спеклограмм, способных формировать изображения во внеосевом направлении, подобно обычным голограммам с наклонным опорным пучком. [c.77]

Как показано выше, восстановление излучением со сколь угодно низ-к<й степенью когерентности допускают голограммы сфокусированных изображений. Однако наряду с обычными внеосевыми сфокусированными голограммами для решения этой задачи могут эффективно использоваться и спеклограммы, причем они обеспечивают определенные преимущества перед голограммами с внеосевым опортым пучком, поскольку обеспечивают возможность достижения заметно больших кратностей уменьшения (в связи с отсутствием специально формируемого опорного пучка). [c.86]

В вводной главе проф. Э. Лейт дает краткую предысторию с подробным описанием идей Габора, которые привели его к созданию голографии. Естественно, что в ней нашли отражение и давшие мош,-ный импульс развитию голографии работы самого Э. Лейта, проведенные совместно с Ю. Упатниексом, в которых впервые для получения голограммы применен лазер, а высокое качество восстановленного волнового фронта и полученного от него трехмерного изображения определяются как широкими возможностями лазерного пучка, так и внеосевой схемой голографирования, предложенной в этих работах. Выдаюш,имся достижением в развитии голографии явились работы советского физика Ю. Н. Денисюка, приведшие к созданию нового направления в голографии — формированию голограмм в трехмерных средах при использовании для записи встречных пучков. Голограммы, получаемые таким методом, называют голограммами Денисюка. [c.7]

С энтузиазмом мы стремились найти новые средства улучшения качества изображения [24—26]. Мы заключили, что проблема сопряженного изображения является в основном надуманной и ее решение связано с модуляцией несущей пространственной частоты голографическим сигналом. Такую задачу можно было решить, введя отдельную когерентную фоновую волну, которую мы назвали опорным пучком. Он должен был падать на фотопластинку под некоторым ненулевым углом относительно направления распространения объектной волны. В результате на картину дифракции Френеля габо-ровского голографического процесса накладывалась тонкая картина полос. Фотография наложения этих двух пучков представляет собой голограмму с несущей частотой, или внеосевую голограмму с тонкой интерференционной структурой. Такая голограмма выглядит как дифракционная решетка и имеет все ее свойства. [c.18]

Однако освещение внеосевой голограммы дало также пару боковых порядков, ранее не наблюдавшихся. Эти волны отделены от волны нулевого порядка, что позволяет наблюдать изображение с качеством, ранее невиданным в голографии. Один боковой порядок формировал мнимое изображение, полностью освобожденное от сопряженного изображения и от других нежелательных составляющих, которые первоначально снижали качество голографии. Другой первый порядок формировал действительное изображение того же качества. Кроме того, как и в обычной габоровской голографии, изображения были позитивными, а не негативными изображениями, образованными в нулевом порядке. [c.19]

Первая ступень получения голограммы — это фотографическая запись интерференционной картины, образованной объектной волной в зоне дифракции Френеля и опорной волной. Вторая ступень — восстановление записанного на голограмме изображения объекта путем освещения голограммы репликой опорной волны. Восстановленное таким образом изображение обладает трехмерными свойствами исходного объекта, а его качество зависит от угла между опорной волной и волной, продифрагировавшей на объекте. Габор работал с осевыми голограммами ), для которых этот угол равен нулю (т, е. опорная и дифрагирующая волны являются соосными). При восстановлении голограмма Габора формирует два сопряженных изображения объекта и когерентный фоновый шум, которые локализуются вблизи оптической оси. Это обстоятельство приводит к существенному ухудшению качества восстановленного изображения из-за интерференции между интересующим нас сфокусированным изображением объекта и фоновым шумом, а также между этим шумом и расфокусированным сопряженным изображением объекта. Лейт и Упатниекс в своих экспериментах ввели внеосевую опорную волну, представляющую собой несущую волну, модулированную информацией об объекте. Эти голограммы также создают при восстановлении два сопряженных изображения и фоновый шум однако два восстановленных изображения, каждое из которых может быть сфокусировано отдельно в своей плоскости, оказываются пространственно разделенными по углу друг от друга и от осевого фонового шума. Благодаря этому получаются восстановленные изображения хорошего качества, причем никакой интерференции с другими распределениями света, порождаемыми голографическим процессом, не происходит. [c.154]

Для сравнения рассмотрим тот же самый эксперимент по голографированию частиц, но с использованием внеосевой голографии при параметрическом проектировании. Предполагается, что на обеих стадиях голографического процесса используются плоские световые волны с длиной волны 6328 А. Чтобы разрешить частицы диаметром 1 мм в соответствии с критерием Рэлея, разрешающая способность голограммы должна быть не менее 1 пары линий/мм. Из формулы (26) следует, что для полного разделения спектра восстановленного сфокусированного изображения от спектра фона смещения угол между волной, продифрагировавшей на частице, и опорной волной должен быть равен 0 ==О,11°. С другой стороны, в соответствии с формулой (24) центр восстановленного изображения должен удовлетворять условию [c.171]

Сравнение результатов осевой и внеосевой голографической записи показывает, что при использовании внеосевой голограммы для записи информации о частицах в исследуемом объеме требуется фотопленка со значительно более высоким разрешением. Если ту же самую фотопленку с разрешением /2=1П4,64 пар линий/мм использовать для записи осевой голограммы Френеля, то мы будем иметь ППШПП= 156 050. Это означает, что на данной фотопленке можно записать большее число дифракционных полос Френеля следовательно, и восстановленное изображение будет характеризоваться высоким разрешением. Однако в этом случае голограмный шум, вызывающий ухудшение восстановленного изоб- [c.171]

Мы исследовали осевую и внеосевую голографию Френеля на примере целого ряда различных конкретных случаев, что позволило упростить математическое описание без уш,ерба для физических результатов. Проведен сравнительный анализ параметров осевой и неосевой голограмм, результаты сведены в таблицу и проиллюстрированы на конкретном примере. Преимуш,ество внеосевой голографии Френеля при получении восстановленных сфокусированных изображений состоит в том, что изображения оказываются физически разделенными в пространстве от других распределений, сопровождаюш,их голографический процесс. [c.172]

Несмотря на то что ранние голографические интерферометры (по крайней мере, используемые при изучении течений) представлялись полными аналогами классических, скоро обнаружилось, что в оптическую систему можно включать оптические элементы без потерь интерферометрической информации [13]. Этот результат непосредственно следует из модифицированных основных уравнений голограммы, если на этапе восстановления использовать четвертый волновой фронт, распространяющийся вдоль направления исходного объектного пучка следовательно, этот волновой фронт движется коллинеарпо пучку истинного изображения . В случае внеосевой голограммы выражение для амплитуды волны, восстановленной пучком вида с ехр(1ф , дается выражением V ехр гф =7 саг ехр i(Ф —Ф +Ф ), (1) [c.506]

Во всех успешных применениях голографии в микроскопии использовался внеосевой опорный пучок с плоским волновым фронтом [10—12J. Применение такой геометрии приводит к минимальным аберрациям [15] и позволяет легко получать восстанавливающую волну, идентичную опорной, независимо от того, исследуется ли действительное или мнимое изображение. Хорошее качество голограммы достигается, если угол между опорным и объектным пучками можно выбрать таким, что пространственная частота интерференционных полос в интерференционной картине намного ниже максимума разрешаю1цей способности фотопленки (рис. 3). Для пленки с максимальной разрешающей способностью 1000 линий на миллиметр расстояние между соседними интерференционными [c.624]

Оптики всегда представляют себе голограмму как аналог линзы. При такой аналогии записанная на голограмме интерференционная картина образует внеосевую габоровскую зонную пластинку . Поскольку изображающие свойства зонных пластинок хорошо известны и давно изучены, интерпретация голограммы как суперпозиции зонных пластинок дает непосредственное и четкое понимание изоб- [c.633]

Голографические методы мультиплицирования имеют очевидные преимущества в скорости по сравнению с шаговой фотокамерой-Однако не ясно, имеет ли этот метод абсолютное преимущество. Для каждого из N изображений величина сигнала и отношение сигнал/шум изменяются как МN или l/A/ в зависимости от способа записи голограмм. Необходимость достаточно хорошего отношения сигнал/шум ограничивает число мультиплицированных изображений. Имеются сообщения, что наилучшие голограммы позволяют получить до N 1000 хороших изображений. Из-за внеосевых аберраций голограммы (таких, как астигматизм) качество выходных изображений меняется от изображения к изображению. Налицо остаются все трудности, связанные с формированием изображения в когерентном свете. В некоторых случаях этими проблемами можно пренебречь, в других нельзя. С другой стороны, голографии свойственна универсальность, что позволяет делать некоторые вещи исключительно хорошо. Например, операция юстировки каждого изображения, необходимая при последовательной процедуре мультиплицирования, в голографическом методе не нужна, поскольку для этого достаточно настроить одно-единственное изображение. Когда одно изображение отъюстировано, все выходные изображения оказываются настроенными. [c.667]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...