Габора голограммы

Габора голограммы 14, 15, 159, 272 Газовые лазеры 286—294 [c.730]

Осевые голограммы, см. Габора голограммы Отбеливание 119, 394—398, 501 Отношение сигнал/шум (ОСШ) 75, 76, 94, 588-591 [c.732]

Дело в том, что технические средства не в состоянии прямым путем измерить фазу столь высокочастотных колебаний, какими являются световые сигналы, поскольку реакция любого приемника света (фотоумножителя, фотодиода, фототранзистора и даже человеческого глаза) определяется значением средней интенсивности света. Однако решение этой задачи оказалось неожиданно очень простым. Д. Габор предложил использовать для получения голограммы интерференцию двух когерентных пучков света, называемых обычно объектным и опорным, а для восстановления изображения с голограммы — явление дифракции света. [c.10]

Первоначально предложенная Д. Габором схема получения голограмм предусматривала расположение источника света и объекта на оси голограммы. Эту схему называют схемой Габора, в ней используется один пучок света, часть которого рассеивается объектом, создавая объектную волну, а другая — нерассеянная часть — играет роль опорной волны (рис. 10, а). Схема Габора обладает тем существенным недостатком, что при восстановлении лучи, образующие действительное и мнимое изображения, а также пучок нулевого порядка, распространяются в одном и том же направлении и создают взаимные помехи (рис. 10, б). Это — главная из причин низкого качества восстановленных изображений по такой схеме. [c.43]

После первых работ Габора появились и первые результаты по созданию голографических микроскопов, в которых одна или обе ступени увеличения осуществлялись без помощи линз. Увеличение в таком безлинзовом микроскопе достигается путем применения на стадиях получения голограмм и восстановления волнового фронта источников излучения с различными длинами волн или при использовании пучков со сферическими волновыми фронтами, формируемыми с помощью фокусирующей оптики. [c.82]

Рис. 2. Осевая голограмма а — схема записи голограммы в попутных пучках <схема Габора) б — восстановление изображении.

Можно с уверенностью сказать, что, если бы голограммный метод давал результаты только при у = — в настоящее время голография пополняла бы обширный архив малоизвестных экзотических методов фотографии. Однако уже сам Габор записывал свои голограммы в виде негативов, существенно нарушая требования разработанной им теории. [c.68]

Впервые факт изменения геометрии восстановленного изображения при изменении параметров восстанавливающего источника был установлен Д. Габором, им же были сформулированы основные закономерности таких трансформаций (9, 10). Полная теория трансформационных свойств голограммы была развита впоследствии рядом авторов (25, 26). Однако мы не будем рассматривать здесь эту весьма громоздкую теорию, а ограничимся лишь простейшим описанием физики явления. [c.84]

Известно, что свойства голографических изображений и, как следствие, возможности их практического использования определяются особенностью схемы регистрации волнового фронта. Хорошо изучены голографические схемы Д. Габора, Ю.Н. Денисюка, Э. Лейта, схема фурье-голографии, с каждой из которых связаны крупные направления исследований и приложений. Поэтому указанный поиск целесообразно связывать с выбором нетрадиционной схемы регистрации голограмм. Такой схемой оказалась голографическая регистрация сфокусированных изображений. [c.5]

Наконец, наша работа была в известном смысле работой Габора наоборот вместо того чтобы идти от сверхкоротких волн к оптическим, мы шли к оптическим волнам от радиоволн. Техника осуществления этой обратной операции находилась буквально в нашем распоряжении. Было. нетрудно сделать голограммы радиоволн помехи, которые досаждали Габору в области электронных волн, исключаются в случае СВЧ-диапазона. Кроме того, основное достижение голографии, а именно сохранение фазы волны и последующее ее использование наравне с амплитудой для создания либо второй волны, либо изображения исходного предмета, в данном случае вообще не представляло проблемы запись фазы и ее восстановление считыванием, к чему стремился Габор, были фактически обычным делом для радиоволн уже много лет. Действительно, теория голографии, разработанная нами,— это по существу новый способ интерпретации давно установленных процессов. То, что раньше рассматривалось как оптическая вычислительная система, теперь описывается на языке голографии. Оказалось, что этот новый метод [c.17]

В 1960 г. мы экспериментировали с оптической голографией, повторяя прежде всего первоначальный эксперимент Габора. Хотя качество изображений по тем временам вряд ли было удовлетворительным с точки зрения стандартов обычной фотографии, тем не менее результаты были поразительные, поскольку казалось, что изображение получается из ничего. В оптической системе возникало изображение, образованное лучами света, которые могли идти вдоль системы по направлению к источнику, но только до невнятного кусочка фотопленки, называемого голограммой. Этот кусочек не содержал заметных деталей, соответствующих изображению, но лучи, формирующие изображение, внезапно здесь обрывались. Для несведущего в голографии процесс казался загадочным и необъяснимым. Этот голографический эксперимент нас буквально околдовал. Можно представить себе, сколь завороженными были Габор и его сотрудники, когда впервые наблюдали эти же явления [c.18]

Такие голограммы называются также голограммами Габора,— Прим, [c.154]

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]

В случае когда голограмма содержит точки, находящиеся лишь по соседству с первичной вершиной V, голограмма является осевой, т. е. мы имеем голограмму Габора [7]. У этого типа голограмм на одной линии расположены как прямое, так и сопряженное изображения, что приводит к перекрытию изображений. В данном случае соотношения сопряжения принимают вид [c.272]

Рис. 19. К усовершенствованию, виесеииому Е. Н. Лейтом и Ю. Упатниек-сом в метод Д. Габора. В методе Д. Габора голограмма располагалась в положении Fi и наблюдатель Ло видел одновременно два изображения — истинное О н ложное О", одно на фоне другого. Е. Н. Лейт н Ю. Упатииекс вынесли голограмму в боковую зону, в положение р2-Истинное и ложное изображения остались на прежних местах, однако образующие их лучи разделились лучи истинного изображения пошли по направлению 0 р2, и это изображение стало возможно наблюдать только из положения h. Лучи ложного изображения пошли по направлению F2O", и это изображение стало возможно наблюдать только из положения /i2. Таким образом были исключены искажения, обусловленные взаимной интерференцией истинного и ложного изображений

Зафиксированная на фотопластинке картина названа Габором голограммой, и это вполне оправдано, так как фотонегатив содержит полную информацию, необходимую для восстановления изображения объекта, который может быть как двумерным, так и трехмерным. Голограмма должна быть отпечатана с негатива или получена на обратимой фотопластинке и соответствующим образом проявлена. Позитив устанавливают в оптическое устройство, которое представляет собой оптический аналог электронного устройства. [c.44]

В этих полях установлены три фотопластинки, на которых получают голограммы - голограмма Габора, - голограмма Лейта и Упат-ниекса, - голограмма Денисюка. [c.59]

В схеме Габора исгочник света и предмет находились на одной перпендикулярной к поверхности голограммы линии, и поэтому она называлась осевой. [c.215]

Идея записи и воспроизведения структуры электромагнитных полей была впервые высказана и продемонстрирована Дэннисом Габором в 1948 г. Им же был введен термин голограмма (в переводе — полная запись ). Работы Габора не имели широкого развития до появления лазеров, так как для голографии необходимы источники света с высокой пространственной и временной когерентностью при требованиях к мощности, несовместимых с возможностью обычных источников света. Как самостоятельная область оптики голография возникла после открытия лазеров. В 1962 — 1963 г.г. Лейт и Упатниекс впервые продемонстрировали высококачественные голограммы двухмерных и трехмерных объектов. Независимо от них в это же время Ю.Н. Денисюк, опубликовал экспериментально подтвержденную идею получения и восстановления объемных голограмм, имеющих принципиальное преимущество. Этот метод мы изложим чуть позже. [c.354]

Как ясно из сказанного, метод Габора заключается в том, что рассеянная объектом волна воспроизводится в результате дифракции опорной волны на плоской голограмме, т. е. имеюгцей два измерения. Советский ученый Ю. Н. Денисюк предложил новый метод получения и испо7Гьзования трехмерной голограммы. В этом случае рассеянная объектом волна воспроизводится путем рассеяния опорной волггьг на голограмме, которая получается в достаточно толстом слое фото.эмульсии в результате интер-ференгтии двух пучков света опорного пучка, падающего 44 [c.44]

Зонную пластинку с косинусоидальным распреде ле-нием почернения можно получить в виде голограммы, на которой записан результат интерференции плоской и сферической волн (по схеме Габора), если процесс регистрации будет линейным. При выполнении. этих условий образуются только гЬ1-е дифракционные порядки, а значит и только два фокуса. Если же использовать схему Лейта. то оба изображения пространственно разделяются между собой и от пучка нулево1 о дифракционного порядка. [c.57]

ГОЛОГРАФИЯ (от греч. holos — весь, полный и gra-pho — пишу, черчу, рисую) — фотографический метод точной записи, воспроизведения и преобразования волновых полей. Был предложен в 1948 Д. Габором (D. Gabor). Им же был введён термин голограмма. Используя методы Г., можно записывать и воспроизводить волновые поля разл. физ. природы, в т. ч. электрсмаг-нитные (видимого, ИК-, радио- и др. диапазонов), акустические, электронные и др. Поскольку волновые поля возникают только под действием материальных [c.508]

О и опорный источник S расположены по одну сторону от голограммы. При этом осевой схемой, или схемой Габора, наз, частный случай, когда при регистрации голограммы объект О, фотопластинка F и опорный источник S расположены на одной оси (рис. 2, а). Эта схема предъявляет наимеыь-щие требования к разрешающей способности фотоматериала, т. к. период интерференционной картины Л на голограмме в этом случае максимален. К сожалению, поле, восстановленное полученной по этой схеме голограммой У/, сильно искажено благодаря на-ложению истинного и сопряжённого изображений О и О (рис, 2, б). Этот недостаток устранён во в н е о с е-в о й с X е м е (с X е м в Л е й т а), где угол между объектным и опорным лучами в точках их падения на голограмму отличен от О, Схема Фурье относится к случаю, когда объект О и опорный источник S расположены на одинаковом расстоянии от голограммы (рис. 3, а). Особенностью этой схемы является простота и ясность математич. аппарата, описывающего процессы записи и реконструкции голограммы. [c.510]

Здесь К — коэф, пропорциональности. Пусть при записи н восстановлении изображения используется плоская опорная волна, тогда 1Аа(х, у) — пост, величина и третье слагаемое в (2) описывает компоненту ноля, амппнтуда к-рой пропорциональна амплитуде волны Ах(х, у), распространяющейся от объекта при записи голограммы. Эта компонента формирует мнимое изображение объекта. Последнее слагаемое в (2) пропорционально комплексно-сопряжённой амплитуде исходной объектной волны, формирующей сопряжённое действит. изображение. При записи голограмм по схеме Габора оба С. и. и фон, определяемый первыми двумя слагаемыми в (2), находятся на одной оси, что затрудняет ваблюдевие восстановлевных изображений. Этот недостаток отсутствует у голограмм, зарегистрированных по схеме Лейта, где С. и. и фон разнесены в пространстве таким образом, что могут наблюдаться раздельно, [c.601]

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]

Метод введения пространственной несущей частоты при передаче голограммы Габора через телевизионный канал описан в 205]. Отличие этой схемы от схемы, предложенной Буркхардтом и Энлоу, заключается в том, что в этой схеме частота в 15 МГц служит одновременно и несущей частотой для видеосигнала, который занимает полосу в 1,2 МГц, и электрическим эквивалентом оптической дифракционной решетки, применявшейся Буркхардтом и Дохерти. [c.279]

Термин голограмма ввел Габор, Холос по-гречески означает целый, весь грамма — запись. Голограмма — всесторонняя запись . Под этим термином мож но понимать как всестороннюю запись волновых полей, так и всестороннюю запись сведений об объектах. Оба эти толкования правильны голограмма точно восстанавливает волновые поля и с ними появляются удивительные по своей детальности изображения объектов. Термин голография был введен значительно позднее американским исследователем Д. Строуком. [c.48]

Рис. 18. Схема записи и реконструкции голограмм по методу Габора. При записи (рис, а) на фотопластинке регистрируется физическая тень объекта — результат интерференции волны И7о йзлучения, рассеянного объектом S, и волны Ws, непосредственно распространяющейся от источника излучения. При реконструкции на голограмму Я направляется излучение того же монохроматического источника 5, который использовался при съемке. Голограмма Н восстанавливает волновой фронт записанного иа ней излучения и с ним истинное изображение объекта О. Однако, кроме этого, восстанавливается некоторая дополнительная волна W и с нею ложное изображение О". Волну W q и изображение О" можно получить, отобразив и О в сферическом фронте волиы ист 9чникд , как в зеркале. Истинное и ложное изображение, а также,, "наблюдатель Л располагаются в этом случае на одной прямой, в результате чего возникает взаимная интерференция, искажающая оба изображения

Следует отметить, что схема, изображенная на рис. 17, была предложена значительно позднее работы Габора американскими исследователями Э. Лейтом и Ю. Упатниексом (12, 13, 14). Эта схема была приведена нами в связи с работой Габора только с целью наиболее отчетливо представить механизм действия референтной волны. В действительности же Габор использовал несколько иной, гораздо менее эффективный метод записи голограммы. В те времена отсутствовали достаточно монохроматические источники излучения, и поэтому единственной практически реализуемой схемой была схема с так называемым линейным расположением источника излучения, объекта и голограммы (рис. 18). При использовании такой схемы на фотопластинке F регистрировалась тень малого объекта О, которая возникала при освещении этого объекта точечным монохроматическим источником излучения [c.50]

Процесс реконструкции голограммы Габора изображен на рис. 18, Ь. Проявленная и экспонированная голограмма Н устанавливается на то же место, которое она занимала при съемке, и на нее направляется излучение точечного когерентного источника S. Падая на голограмму, это излучение, в соответствии со сказанным ранее, модулируется ее оисун-ком так, что за голограммой восстанавливается волна излучения, рассеянного объектом, и, соответственно, появляется изображение объекта О, неотличимое от оригинала. [c.51]

Кроме неоднозначности воспроизведения волнового поля и связанного с этим эффекта появления ложного изображения, метод Габора имел и другие недостатки, В частности, по такому методу можно было регистрировать только прозрачные объекты типа тонких линий, которые практически не дают тени в области тени референтная волна отсутствует, и голограмма там, естественно, не записывается. Далее, как это видно на рис. 18, а по методу Габора на голограмме регистрируется волновое поле объекта, освещаемого, как гово-зят фотографы, по методу контр жур , т. е. против света. Чоскольку голограмма воспроизводит только то, что на ней было записано, то восстановленное изображение имеет в этом случае вид темного силуэта, наблюдаемого на светлом фоне. На эффективности метода неблагоприятно сказывалось также и то, что истинное и ложное изображение были сильно искажены в результате взаимной интерфередцйи, а также вследствие некоторых других процессов. [c.52]

В частности, первая схема голографии [1-3], позволившая реализовать фундаментальную идею Габора, предусматривала расположение источника, объекта и голограммы на одной линии при условии регистрации голограммы в зоне фрёнелевской дифракции. Эта схема, позволившая продемонстрировать принципиальную возможность восстановления волнового фронта, не получила, однако, распространения в связи с низкой степенью когерентности существовавших в тот период (1947-1951 гг.)источников излучения. Кроме того, соосное распространение объектного и опорного пучков приводило к неустранимым взаимным искажениям восстановленных изображений. При использовании лазера эти искажения, как было показано в дальнейшем [11], сохраняются, но, в связи с возможностью увеличения расстояния от объекта до голограммы благодаря высокой направленности лазерного пучка, взаимное зашумливание сопряженных изображений может быть существенно ослаблено. Это определило успешное применение голограмм Габора в ряде современных практических задач. [c.8]

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]

Габор [16—18] в изобретенной им голографии решил основную проблему. Он использовал опорную волну, которая преобразует разности фаз в разности интенсивностей. Таким образом, фаза оказывается закодированной в величине, которую можно записать на фотопленке. Эту запись Габор назвал голограммой, что означает полная запись. По существу волновая картина отпечатывается на голограмме так, что волновое поле в точности можно восстановить в любой последующий момент времени, освещая голограмму соот-вегствующим пучком света. Этот пучок, проходя через голограмму, приобретает фазовые и амплитудные модуляционные характеристики исходного волнового поля. Получается так, как будто исходная волна захватывается фотопластинкой, а затем снова высвобождается. При этом восстановленная волна распространяется таким образом, как если бы ее первоначальное распространение не прерывалось. Наблюдатель, находящийся на пути волны, не отличит ее от исходной. Он будет видеть изображаемый предмет точно таким, каким бы его увидел, находясь рядом с ним, со всеми оптическими особенно- [c.12]

После того как Габором была изобретена голография, многие исследователи начали работать в этой новой области. Хейн, Дайсон и Малви [20, 21] продолжили усилия по созданию качественных голограмм с помощью электронного микроскопа. Как и Габор, они получили не столь успешные результаты, которые хотелось бы иметь. Успеху препятствовали многочисленные трудности, связанные с практикой, такие, как нестабильности объекта и напряжения в источнике питания электронной линзы. Другие исследователи занимались чисто оптической голографией, в том числе Роджерс [32], Эль-Сам и Киркпатрик [14, 15], Бэз [1] и Ломанн [27]. Однако голографические изображения получались некачественными, и интерес к голографии постепенно падал, пока в 50-х годах почти совсем не прекратилась деятельность в этой области исследований. Основная причина получения плохого изображения таилась в наличии сопряженного изображения. Были и другие трудности, которые можно связать с членом [ul (т. е. с интерференцией волн, рассеянных различными [c.15]

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]

Первоначальный этап развития трехмерной отображающей голографии был тернистым и неровным. В ранних работах, вызванных к жизни первой публикацией Габора [5], основное внимание уделялось развитию микроскопии. Лишь после того, как Лейт и Упат-ниекс доложили о двулучевом интерферометрическом эффекте [4, 10], возникла мощная волна попыток создать голограммы, дающие трехмерное изображение, и вскоре последовало сообщение о без- [c.485]

Возможность фотографической записи и воспроизведения волновых полей была обнаружена Д. Габором, как известно, применительно к случаю записи голограммы в плоской светочувствительной среде [1]. Бурное развитие голографии, которое последовало после того, как в 1962—1964 годах Э. Лейт и Ю. Упатниекс существенно усовершенствовали этот метод, применив лазер и внеосевую схему записи, привело к тому, что разработка принципиальных основ голографии в двумерных средах фактически была закончена уже к 1970 г. и этот метод поступил в арсенал средств инструментальчой оптики. [c.691]

Голография как метод восстановления волнового фронта была предложена Габором около сорока лет назад [1]. С момента ее появления широкое развитие получили как теоретические основы, так и сфера ее применения в различных областях науки I техники. Пути развития голографии до современного масштаба были не гладкими. Были преодолены многие технические трудности, разработаны и применены новые, основанные на принципах голографии, методы анализа и контроля явлений и объектов. Второй этап бурного развития, создания основы современной голографии (начало 60-х годов) связан с появлением лазеров и разработанной Э. Лейтом и Ю. Упатниексом внеосевой схемы записи голограммы [2], а также открытием Ю. Н. Де-нисюком трехмерной голографии [3]. Результаты исследований в области голографии огромны и многообразны. Наиболее важные из них — создание голографических корреляционных систем с использованием пространственных голографических фильтров предложенных Вандер Люгтом [4] для обработки изображений и метод голографической интерферометрии [5], с помощью ко торого можно сравнивать явления, зарегистрированные в раз личные моменты времени, — достижение немыслимое до откры тия голографической интерферометрии. [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...