Фраунгофера голограммы

Фурье — Фраунгофера голограммы 186 — 188, [c.733]

При удалении регистрирующей среды от источников 0 и 0 2 в бесконечность (область VI) получим голограмму, которую принято называть голограммой Фраунгофера. Практически регистрирующая среда не удалится в бесконечность,. это условно выполняется с помощью оптических. элементов, расположенных между объектом и регистрирующей средой. [c.22]

Различают еще голограммы Френеля, которые образуются в том случае, когда каждая точка предмета посылает на регистрирующую среду сферическую волну. По мере увеличения расстояния между объектом и регистрирующей средой голограммы Френеля переходят в голограммы Фраунгофера, а с уменьшением. этого расстояния — в голограммы сфокусированных изображений. [c.22]

Таким образом, изменяя расстояние между объектом и фотопластинкой, можно получить различные типы голограмм, в частности с увеличением этого расстояния голограммы Френеля будут переходить в голограммы Фраунгофера, а с уменьшением — в голограммы сфокусированного изображения. Рассмотренные схемы получения голограмм нашли широкое применение в оптической обработке [c.47]

Рассмотрим простейшие и практически наиболее часто встречающиеся случаи, когда восстановлению подлежат голограммы, снятые в дальней зоне (зона Фраунгофера) или в зоне Френеля, т. е. когда комплексная амплитуда волны в плоскости голограммы связана с комплексной амплитудой поля на объекте преобразованием Фурье или Френеля. [c.162]

В общем случае, если объект расположен близко к голографическому записывающему устройству, регистрируется то, что называется голограммой Френеля. Для опорных волн определенной формы существуют исключения, которые мы обсудим в разд. 3.5.2. Понятие, выражаемое словами Насколько близко расположены , является относительным. Если объект мал и находится всего лишь в нескольких сантиметрах от голограммы, мы все же получим то, что называется голограммой Фраунгофера. Это случай, когда объект достаточно мал или находится достаточно далеко от голограммы, так что голограмма оказывается в области Фраунгофера или в области дальнего поля объекта. [c.144]

Рис. 1. Схематическое представление формирования голограммы Фраунгофера.

Свойства голограмм Фраунгофера [c.177]

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]

Приведенные в табл. 1 4.1 результаты для осевой голографической системы Френеля применимы и для осевых голограмм Фраунгофера, рассматриваемых в настоящем параграфе. Важное отличие, однако, состоит в том, что в голограммах Фраунгофера поля обоих сопряженных восстановленных изображений не интерферируют в значительной степени друг с другом, как в случае осевой голограммы Френеля. Благодаря этому голография Фраун-гофера нашла большое практическое применение, тогда как осевая голография Френеля по существу не используется. [c.177]

Рис. 3. Параметры эквивалентной безлинзовой голограммы Фурье для различных схем записи, а — безлинзовая голограмма Фурье (случай параллельного освещения), М=—1, di=o б — освещение сходящейся волной, М——], di=— в—объект перед линзой, di=—d2=f[(dj[)—l]- г — голограмма Фурье — Фраунгофера, d = — 2=< , Mld —— lf.

Голограмма Фурье —Фраунгофера [c.185]

Голограмма Фурье — Фраунгофера [c.186]

ВОЛН, распределения комплексных амплитуд которых в плоскости регистрации представляют собой фурье-образы как объекта, так и точечного опорного источника. Такая голограмма называется голограммой Фурье — Фраунгофера. Для ее записи часто используют схему, приведенную на рис. 6, которая известна как схема записи в [c.187]

Голограмма квази-Фурье — Фраунгофера [c.188]

Аберрации голограмм обсуждались в 2.5. Из приведенного в данном параграфе материала можно видеть, что в общем случае голограммы Фурье имеют меньшие аберрации, чем голограммы Фраунгофера Так, например, сферическая аберрация всегда может быть устранена. Голограмма Фурье — Фраунгофера, при записи которой объект и опорный источник оказываются в бесконечности, вообще обеспечивает единственный на практике случай, когда из плоской голограммы можно восстановить свободное от аберраций изображение, даже если восстанавливающий источник не находится относительно голограммы точно в том же самом месте, которое занимал опорный источник при записи. Дело в том, что голограмма вносит аберрации лишь тогда, когда она изменяет кривизну волнового фронта падающей на нее волны. Когда объект и опорный источник находятся в бесконечности, все волны, па- [c.192]

Мы не рассмотрели эффектов, связанных с использованием при восстановлении голограммы длины волны, отличной от той, которая использовалась при записи, или эффектов усадки эмульсии во время фотохимической обработки (такая усадка по своему воздействию на восстановленное изображение эквивалентна изменению длины волны). В голограммах Фурье — Фраунгофера не возникает дополнительных аберраций, обусловленных этими эффектами, если при восстановлении используются плоские волны. [c.193]

Поскольку в голографии аберрации представляют собой обычное явление, ограничивающее качество изображения, голограммы Фурье — Фраунгофера занимают в этом смысле привилегированное положение среди голограмм остальных типов. [c.193]

Голограммы Фраунгофера (Б. Томпсон)..................172 [c.372]

Голограммы Фраунгофера. Эти голограммы получаются при интерференции плоского опорного пучка с дифракционными картинами дальнего поля объекта. (Голограммы Фурье представляют собой частный случай голограмм Фраунгофера, когда плоскость записи находится в задней фокальной плоскости записывающей линзы, так что постоянная составляющая находится в начале координат.) Поскольку интерферирующие волновые фронты плоские, полосы представляют собой прямые линии. Это свойство позволяет полностью использовать разрешение среды, а также, как будет показано в разд. [c.459]

Голограммы Френеля, Фраунгофера и Фурье [c.626]

Метод измерения размера частиц с помощью голограмм Фраунгофера, рассмотренных в 4.2, был предложен в 1963 г. [1, 3]. С тех пор на эту тему написано большое число статей, и в последних обзорах можно найти достаточно ссылок на ранние работы (см., например, [4, 71). Первоначально метод был использован для исследования капелек тумана, возникающего в естественных условиях 12, 51, но затем нашел широкое применение для измерения и расчета параметров частиц в различных других исследованиях. [c.669]

Рис. 1. Схематическое представление голографической системы для анализа размеров частиц, в которой используется голограмма Фраунгофера с осевым опорным пучком.

ГОЛОГРАММА ФРАУНГОФЕРА И УГЛОВОЙ СПЕКТР ГОЛОГРАММЫ [c.47]

Рис. 29. Угловой спектр голограммы Фраунгофера

Если голограмма освещается параллельным пучком, который формируется объективом 2, т. е. предмет находится в бесконечности, то наблюдается результат дифракции в дальней зоне. Такая голограмма носит название голограммы Фраунгофера (рис. 6.1.9,б). В этом случае каждая точка предмета посылает на голограмму параллельный пучок, а связь между амплитудно-фазовым распределением объектной волны в плоскости голограммы и в плоскости предмета дается преобразованием Фурье. [c.383]

Схемы получения и восстановления голограммы Фраунгофера [c.307]

Когда объект находится достаточно далеко от фотопластинки либо в фокусе линзы (рис. 13, 6), каждая точка объекта посылает на фотопластинку параллельный световой пучок, при этом связь между амплитудно-фазовыми распределениями объектной волны в плоскости голограммы и в плоскости объекта дается преобразованием Фурье или Фурье-образом, осуществляющим разложение оптического изображения объекта в двумерный спектр по пространственным частотам (более подробно о преобразовании Фурье мы поговорим в главе Голографические оптические. элементы ). Голограмма в. этом случае называется голограммой Фраунгофера. Если амплитудно-фазовые распределения объектной и опорной волн являются Фурье-образами и объекта, и опорного источника, то голограмму называют голограммой Фурье. При получении голограммы Фурье объект и опорный источник обычно располагают в фокусе линзы (рис. 13, в). В случае безлинзовой голограммы Фурье опорный источник располагают в плоскости объекта (рис. 13 г). При. этом фронт опорной во7шы и фронты. элементарных волн, рассеянных отдельными точками объекта, имеют одинаковую кривизну. В результате структура и свойства голограммы практически такие же, как у голограммы Фурье. Голограммы Френеля образуются в том случае, когда каждая точка объекта посылает на фотопластинку сферическую волну (рис. 13, <)). [c.47]

Этот тип голограмм предложили Томпсон[4]и Паррент и Томпсон [3] для решения конкретной задачи анализа размеров частиц. В дальнейшем теоретический аспект рассматриваемого голографического процесса рассматривался в работе [1], а недавно Тайлер и Томпсон [71 вновь занялись его подробной теорией, В то же время применение голографии Фраунгофера для решения важных проблем привело к значительно более глубокому пониманию самой голографии Фраунгофера (см., например, [5, 61). [c.173]

На рис. 2 приведена голограмма Фраунгофера проволоки диаметром 2а=100 мкм, которая была получена при освещении светом аргонового лазера с i=514,6 нм при г=60 см. Голограмма записывалась на фотопластинке Кодак 649 F на рис. 2, а приведен ее позитивный отпечаток. На рис. 2, б показана микроденситограмма сечения голограммы, а на рис. 2, в приведено распределение интенсив- [c.174]

Рис. 2. Голограмма Фраунгофера проволоки диаметром 2а= 100 мкм, полученная на расстоянии z=60 см от объекта при использовании света с длиной волны 514,6 нм. а — позитивный отпечаток части голограммы б — микроденситограмма сечения голограммы в — кривая, вычисленная на ЭВМ по формуле (6). Согласно [7].

Рис. 3. Действительное изображение, формируемое показанной на рис. 2 голограммой Фраунгофера проволоки, а — позитивный отпечаток записи в плоскости сфокусированного изображения б — микроденситограмма сечения негатива зарегистрированного изображения в — теоретическая кривая. Согласно [7].

Вандер Люгт [9 впервые применил голограммы Фурье, причем для записи голограмм он использовал интерферометр Маха — Цандера с линзами — систему, эквивалентную схеме Фурье — Фраунгофера в работе [6]. Это до сих пор самая популярная схема, и мы ее рассмотрим в п. 4.3.3.4. Любую голограмму Фурье можно рассматривать как частный случай исследуемого ниже типа голограммы, называемой безлинзовой голограммой Фурье. [c.180]

Фурье. Это можно реализовать, например, наблюдая картину дифракции Фраунгофера, создаваемую голограммой. Преобразование Фурье можно также наблюдать в фокальной плоскости линзы, освещаемой коллимированным пучком, если голограмму поместить в пучок света перед линзой или после нее. Например, если голограмма помещена непосредственно за линзой с фокусным расстоянием / (рис. 4), то члены нулевого порядка будут сфокусированы в начале координат фокальной плоскости. При этом благодаря фурье-преоб-разующим свойствам линзы члены, формирующие прямое и сопряженное изображения, создадут распределения комплексных ампли- [c.185]

Предложенная Лейтом и Упатниексом [6] голограмма Фурье — Фраунгофера имеет ряд преимуществ, которые мы рассмотрим в разд. 4.14. [c.188]

В предыдущих параграфах никак не учитывались эффекты, обусловленные конечными размерами апертур линз. Если между объектом и голограммой нет линз, то другие линзы, присутствующие при записи голограммы, не будут оказывать никакого влияния, за исключением лишь того, что, если эти линзы невысокого качества, они могут приводить к аберрациям. Однако в случае, когда между объектом и голограммой имеется линза (или линзы), как, например, при записи голограммы Фурье — Фраунгофера, линза может отсечь некоторые более высокие пространственные частоты на краях поля объекта, особенно если апертура линзы недостаточно велика по сравнению с размерами объекта. Этот эффект был подробно рассмотрен Гудменом [4]. Арсено и Бруссо [1] показали, что, если диаметр линзы по крайней мере вдвое больше диаметра объекта, обеспечивается получение пространственно-инвариантного преобразования Фурье объекта, но при условии, что объект не содер- [c.190]

Для объяснения влияния регистрируюш,ей среды на восстановленное изображение рассмотрим для простоты схему получения голограмм Фурье — Фраунгофера и объект в виде единственного точечного источника б( — i), расположенного в точке i. Во время экспозиции на регистрируюш,ую среду падает волна, интенсивность которой дается выражением [см. (10)1 [c.191]

Бестенрейнер и др. [2] показали, что при записи на матрицу голограмм полных страниц текста достижима удельная информационная емкость 1,5-10 бит/мм если использовать слегка де-фокусированные голограммы Фурье — Фраунгофера диаметром 1,6 мм. Матрицы голограмм обсуждаются в 10.1. [c.194]

В случае когда голограмма Фурье применяется в качестве пространственного фильтра (в таких применениях, как корреляционный анализ или винеровская фильтрация), обычно необходимо использовать одну из таких схем записи, в которых фурье-образ объекта совмещается с плоскостью записи голограммы. Хотя теоретически голограмма Фурье — Фраунгофера представляет собой наилучший выбор для этой цели, поскольку она позволяет свести к минимуму голографические аберрации, требования к величине аберраций используемого объектива столь жесткие, что, если требуется высокая разрешающая способность, стоимость объектива может оказаться ограничивающим фактором для некоторых применений. [c.194]

Голограмма, удовлетворяющая первому из двух вышеприведенных условий, должна иметь структуру полос Фраунгофера в направлении движения и структуру Френеля в ортогональном направлении. Для считывания такой голограммы необходимо иметь когерентный источник света. Очень удобен для этой цели маленький лазерный диод на арсениде галлия (>is 1000 нм). Если в качестве среды для записи применяется фоторезист Shipley AZ 1350, а источником света является Не—Сс1-лазер на длине волны [c.483]

Вопрос об измерении размера частиц имеет длинную историю и технически является трудной задачей. Однако эти измерения играют важную роль и необходимы во многих исследованиях. Для решения этой задачи разработано много разных методов, в том числе и чисто оптических. Голография может удовлетворить определенным требованиям в данной области, но без претензий на универсальность. Основное достоинство голографии состоит в том, что с ее помощью можно исследовать динамические ситуации, причем детальное изучение частиц выполняется на восстановленных с голограмм изображениях. Рассмотрим объем, заполненный движущимися частицами сфотографировать этот объем — задача невозможная, если размеры отдельных частиц много меньше занимаемого ими пространства. Например, если частицы имеют диаметр 10 мкм и находятся в объеме 1 см то глубина фокуса изображающей системы, которая способна разрешить 10 мкм, много меньше 1 см Однако можно зарегистрировать голограмму Фраунгофера частиц в таком объеме и последовательно восстано- [c.668]

Для того чтобы голограмма буквы не менялась при смещениях буквы, Габор предложил [43] использовать голограммы Фурье, т. е. голограммы, получаемые в фокусе линзы. В другом способе [93] инвар 1антность к смещению обеспечивается сравнением текста с голограммой Фраунгофера, изготовленной в дальней зоне. [c.315]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...