Голографическая оптика

Однако не следует забывать о хроматизме голограмм и, в частности, зонных пластинок, обусловленном их дифракционным происхождением. Очевидно, основное применение голографическая оптика найдет в когерентных системах, хотя известны методы ахроматизации голограмм, позволяющие использовать их и с немонохроматическим светом [68, 101]. [c.336]

Настоящее учебное пособие адресовано в первую очередь учащимся средних профтехучилищ по профессии оптик-механик и оптик широкого профиля и может служить дополнением к учебному пособию Оптические приборы этих же авторов, вышедшему в 1987 году в издательстве Высшая школа . Книга поможет учащимся овладеть необходимыми научными и техническими знаниями по устройству оптических голографических приборов, принципу их действия и физической сущности используемых в них явлений с учетом современного состояния и ближайших перспектив развития этой области оптического приборостроения, что будет способствовать сознательному и глубокому овладению ими своей профессией. [c.3]

Несмотря на простоту исходной концепции голографии— фотографирование без оптики, получить голограмму без соответствующего оптического оборудования не представляется возможным. При. этом оказывается, что манипулировать оптическими компонентами реальной голографической схемы гораздо труднее, чем ее математической моделью, а на теоретические возможности голографии накладывают свои ограничения условия эксперимента. [c.34]

Голографические дифракционные решетки используют в лазерной технике. Введенные в лазерный резонатор они служат хорошими селекторами длин волн излучения лазеров. В последнее время такие решетки находят широкое применение в интегральной оптике в качестве. элементов связи, обеспечивающих введение световых волн в тонкопленочные волноводы. [c.65]

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]

Голографические интерференционные микроскопы нашли применение для исследования самых разнообразных объектов — оптических волокон, оптических линзовых растров, искусственных кристаллов для оптики, пятен масла, биомедицинских объектов, а также для изучения процессов деления клеток, роста кристаллов и т. п. [c.86]

Возможности эндоскопии существенно расширяются при использовании голографического метода регистрации оптических сигналов. Схема получения голограмм труднодоступных объектов с помощью волоконной оптики показана на рис. 23. [c.87]

Основная идея метода заключается в том, что на модель наклеивается тензорезистор, представляющий собой тонкую металлическую проволоку, образующую ряд петель. Эта проволока деформируется вместе с участком модели, на который она наклеена. Если модель изготовлена из металла, проволока электрически от нее изолирована. При деформировании проволоки изменяется ее электрическое сопротивление, величина которого регистрируется с помощью специальной аппаратуры. Известны и менее распространенные тензометры механические, оптико-механические, оптические, акустические, струнные, электромагнитные, емкостные, фотоэлектрические и т. д. Все методы, связанные с тензометрированием, имеют свои преимущества и недостатки. В зависимости от условий эксперимента и его задач каждому из этих методов может быть отдано предпочтение. Однако все они обладают одним общим недостатком — деформации измеряются только в том месте, где установлен соответствующий тензометр. Общую картину поля напряженного и деформированного состояния моделей могут дать методы хрупких покрытий, сеток, муара и голографической интерферометрии и фотоупругости. Эти методы наиболее удобны, когда исследования ведутся не на реальных конструкциях, а на моделях. [c.32]

В качестве введения в обширную сферу приложений оптической фильтрации и обработки изображений изложены основные идеи в области амплитудной, фазовой и голографической фильтрации, иллюстрированные примерами из оптической и электронной микроскопии и быстро развивающейся области распознавания образов. Также кратко описана обработка на основе корреляции спектров мощности и геометрической оптики. [c.7]

Прошло немногим более 20 лет со времени изобретения лазеров, но уже сейчас трудно даже перечислить все физические, химические и технологические стороны их применения. Так как теперь никто не может позволить себе безапелляционно заявить, что какая-либо из областей применения лазеров наиболее важная, ограничимся следующими положениями, каждое из которых бесспорно оптика — одна из важнейших областей лазерной физики голография — одна из важнейших областей оптики оптика голографических и более широко дифракционных элементов — одно из важнейших направлений голографии. [c.3]

Ган М. А. Аберрации третьего порядка и основные параметры осесимметричных голографических элементов.— Оптика и спектроскопия, 1979, т, 47, вып. 4, с. 759—763. [c.220]

Книга посвящена основам теории цифрового представления волновых полей, их преобразованиям, алгоритмам вычисления этих преобра,зований, синтезу и записи голограмм, пространственным фильтрам для оптических систем обработки данных, визуализации информации, методам цифрового восстановления голограмм и интерферограмм, цифровому моделированию голографических процессов. Показано применение методов в оптике, акустике, измерительной технике, при неразрушающем контроле. [c.2]

Изобретение оптической голографии [25, 26, 133—136, 174—177] сыграло революционизирующую роль в развитии науки и техники. На стыке радиотехники, техники связи и оптики родился поток новых идей, методов, технических средств записи, хранения, обработки, воспроизведения информации. Современная голография — это радио и звуковидение [2, 4, 9, 60, 140], голографическая интерферометрия и неразрушающий контроль [18, 56], оптическая обработка сигналов [1, 24, 55, 59], оптическое моделирование, контроль и коррекция излучающих систем [8, 9], изобразительная голография [54, 91]. [c.3]

Внедрение лазеров в практику физического зксперимента существенным образом способствовало интенсивному развитию голографии. Это представляется вполне естественным, поскольку именно при реализации процесса голографической регистрации волнового фронта в наиболее полной мере используется такое уникальное свойство лазерного излучения, как высокая степень пространственной и временной когерентности. Успешному построению теории голографических процессов способствовали применение, с одной стороны, хорошо развитого аппарата дифракционной теории формирования изображений и, с другой, - достижения статистической оптики и теории частичной когерентности. [c.7]

Под конфигурацией m j понимаем все то, что связано с положением объекта, применением линз для формирования изображения или выполнения преобразования Фурье над объектной волной, структурой опорной волны, с формой поверхности и способами экспонирования голографического материала. В 3.6 мы рассмотрим, к чему приводит разность оптических путей объектной и опорной волн. С вопросами геометрической оптики применительно к голографии читатель может познакомиться в гл. 7. [c.144]

Однако/область применения голографии в оптическом приборостроении не ограничивается только теми вопросами, которые были рассмотрены в кни1 е. Существует ряд областей, где. эффект от применения голографии в настоящее время не выяснен до конца. Например,, не ясны до конца перспективы использования голографических методов получения оптических. элементов со свойствами, аналогичными волоконно-оптическим устройствам. Разработчиков и технологов здесь привлекает то, что. элементы имеют все свойства оптического волокна, но отличаются от него простотой изготовления. В связи с ограниченным объемом книги в ней недостаточно полно освещены некоторые аспекты современного голографического приборостроения. В последнее время существует тенденция заменять в некоторых случаях оптические элементы голограммами. Приведенные в книге примеры использования голограмм в качестве линз и дифракционных решеток можно было бы дополнить еще множеством других примеров использования голографической оптики. Эта область голографии активно развивается, хотя возможности и эффективность использования голографи- [c.121]

Для голографического кинематографа и изобразительной голографии необходима оптика с характеристиками, существенно отличающимися от обычных, присущих кинофотографической оптике. Свойства голографической оптики зависят от того, предназначена ли она для получения голограмм или для воспроизведения голографического изображения. [c.127]

Голография создала новую оптику, которая по своим свойствам так относится к доголографической оптике, как теория комплексных функций относится к теории действительных функций. Это сравнение не просто красивая аналогия, оно наилучшим образом отражает новые математические возможности голографической оптики. Используя принцип голографии, можно уже сегодня выполнять над комплексными функциями математические операции сложение и вычитание, умножение, дифференцирование и некоторый класс интегральных операций. [c.7]

Голография как новое научно-техническое направление сформировалась около двадцати пяти лет назад. В настоящее время происходит становление и развитие оптического голографического приборостроения, успехи которого обусловлены прогрессом в области голографии и когерентной оптики. Голографические оптические приборы значительно расширяют возможности человека, дают в руки инструмент, позволяющий контролировать различные технологические процессы, решать ранее недоступные либо технически трудные задачи. Число конкретных приложений голографии в оптическом приборостроении непрерывно увеличивается. Этим объясняется возрастающий интерес к методам и средствам оптической голографии со стороны широких кругов научных и инженерно-технических работников. Сегодня оптические голографические приборы находят применение во многих отраслях народного хозяйства, таких как ракето- и самолетостроение, производство приборов точной механики, кино-, фототехника, геодезия, строительстэРд. [c.3]

Для быстроразвивающегос я оптического производства, включающего производство и голографических приборов, необходимы кадры технически подготовленных рабочих — оптиков-механиков. Достижению этой цели наиболее полно соответствует система профессионально-технического образования — основная школа подготовки в нашей стране квалифицированных рабочих кадров для народного хозяйства. [c.3]

Оптические и оптоэлектронные приборы строят на основе давно извес ггых законов оптики, однако новый взгляд на существо этих законов, который дала голография, привел к важнейшим результатам появлению оптических приборов, включающих в себя элементы лазерной техники, голографических методсгв обработки информации и ЭВМ разработке голографических [c.5]

Эндоскопические оптические приборы предназначены для рассмотрения внутренних поверхностей и предметов в труднодоступных полостях и объемах. Сегодня медицинская и техническая. эндоскопия превратилась в обширную и быстроразвивающуюся отрасль оптического приборостроения. Весьма перспективным является использование в >ндоскопии голографических схем с применением. элементов волоконной оптики различных типов. Они позволяют существенно упростить конструкцию голографических схем при введении в одну из ее оптических ветвей — объектную или опорную, или обе одновременно — световодов. При. этом уменьшается число необходимых. элементов, габаритные размеры и масса схемы, увеличивается ее светосила и, что весьма важно, помехозащищенность (от пыли, вибрации и т. п.). Использование световодов в юлографии существенно расширяет области применения интерференционных методов исследования изучение труднодоступных объектов и закрытых полостей, упрощение получения голограмм объектов одновременно для нескольких углов освещения (.это особенно важно при исследовании неоднородностей сложной формы). При этом возможно получение на одной фотопластинке при ОДНОМ общем опорном пучке одновременно несколь- [c.77]

На основе. элементов интегрально-волновой оптики был разработан ряд голографических приборов, применяемых в биологии, медицине и технике, для наблюдения труднодоступных полостей. Голоскоп — компактное уст- [c.79]

Оптическое кодирование может быть непрерывным (аналоговым) или дискретным (цифровым). В последнем случае в дополнение к уже перечисленным операциям оптическое кодирование должно включать квантование изображения или световых полей объекта, т. е. разделение на ряд отличных друг от друга в ггространстве по яркости или по иному признаку дискретных элементов, каждому из которых может быть приписан соответствующий кодовый знак. Таким образом, под цифровым многомерным кодированием надо понимать квантование входного изображения или световых полей объекта и последовательное пространственное перераспределение. элементов квантования по определенному закону (коду). Цифровое оптическое кодирование дает возможность получить результат измерения в сжатой цифровой помехоустойчивой форме и исключить процесс развертки изо(5ражения или световых полей с целью преобразования их в одномерный электрический сигнал. При этом роль фото.элект-рического преобразователя датчика сводится лишь к считыванию результатов измерения, полученных в оптике датчика в виде пятен светового кода. Рассмотрение свойств голографического процесса показывает, что голограмма может быть идеальным элементом для создания кодирую- [c.88]

Голографическое 3. использует принцип голографии (рис. 2) и не нуждается в звуковой оптике. Помимо рассеянного предметом поля р па плоскость пространств, детектора 5 направляется т. н. опорная звуковая волна Р(,. Возникающая интерференц. картина стоячих волн (акустич. голограмма) регистриру- [c.72]

В предисловии проф. М. М. Бутусова отмечено, что большую роль в возрождении интереса к ДОЭ сыграла голография, хотя в настоящее время ясно, что голографический метод малопригоден для создания фокусирующих элементов (для высокочастотных спектральных решеток он по-прежнему сохраняет свое значение). Во-первых, трудно зарегистрировать интерференционную картину двух соосных пучков. Во-вторых, элементы, изготовленные на светочувствительных слоях, имеют низкие эксплуатационные качества. Наконец, при голографической записи невозможно совместить высокую дифракционную эффективность с низкой угловой селективностью получаемых элементов. Наиболее совершенный метод изготовления ДОЭ в настоящее время — фотолитографический, который основан на использовании прецизионного оптико-механического оборудования и ионного травления [2, 27, 36, 59]. ДОЭ, получаемые с помощью этого метода, удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к элементам оптических систем. [c.6]

Мысль о том, что дифракционные решетки можно получать голографическим способом, впервые высказал Ю. Н. Денисюк в 1962 г. С тех пор голографические решетки получают все большее распространение в спектральном приборостроении благодаря своим преимуш,ествам отсутствию духов (порядков, обусловленных нарушением периодичности), малого случайного светорассеяния, быстроты изготовления, дешевизны, меньшей трудоемкости. Естественно, что от голографических решеток сложнее добиться нужных дифракционных характеристик, чем в случае нарезной решетки, например типа эшёлетт, где геометрия просто определяет так необходимый оптикам угол блеска. Однако, как неоднократно отмечалось во многих работах, при меньшей, чем у нарезных решеток, дифракционной эффективности решетки, изготовленные голографическим методом, обеспечивают более высокое качество волнового фронта в рабочем порядке (гармонике). К тому же в последнее время появился ряд работ, в которых утверждается, что с использованием фоторезиста и определенных схем записи — восстановления голограмм — возможно получение рельефно модулированных решеток с заданным профилем, в том числе и эшелеттов. [c.6]

В голографическом варианте факторами, ограничивающими разрешающую способность, также являются ограниченность апертуры голограммы и ее аберрации. Однако создание практически безаберрационных голограмм не встречается с такими трудностями, как при исправлении аберраций объективов. Коррекция аберраций объективов является, как правило, чрезвычайно трудоемкой задачей, которая до конца не решается. В голографии же, как показывает эксперимент, удается сравнительно легко достигнуть дифракционного предела разрешения при определенных размерах голограммы. Кроме того, создание голограмм большего размера является более простой задачей, чем создание объективов с большой апертурой. Следовательно, возможности голографии в отношении достижения высокой разрешающей способности выше, чем возможности лиизовой оптики. [c.121]

Современные голографические системы передачи изображения используют телевизионную или фототелеграфную системы связи, что требует пересъемки изображения переданной голограммы либо с экрана кинескопа, либо с фототелеграфного бланка. В этом случае необходимо учитывать, кроме апертурной характеристики системы передачи, апертурную характеристику пересъемочной оптики, разрешающую способность фотопленки и ее шумы. Одиако не приводит к принципиальным измеиеииям выражения (5.3.7). [c.183]

Аналоговое оптическое вычислительное устройство выполняет требуемую математическую операцию над сформированным когерентным оптическим сигналом. Обычно оно содержит одну или несколько оптически связанных между собой линз (объективов) и оптические фильтры в виде амплитудных или фазовых масок либо голограмм, установленных в определенных плоскостях оптической системы. С помощью масок и голограмм требуемым образом осуществляют пространственную модуляцию обрабатываемого когерентного оптического сигнала или его спектра. Методы когерентной оптики и голографии позволяют относительно просто выполнять целый ряд математических операций и интегральных преобразований над двумерными комплекснозначными функциями (изображениями). Это прежде всего операции двумерного преобразования Фурье, взаимной корреляции и свертки, а также операции умножения и деления, сложения и вычитания, интегрирования и дифференцирования, преобразования Гильберта, Френеля и др. Легко реализуются также различные алгоритмы пространственной фильтрации изображений, в том числе согласованной, инверсной и оптимальной по среднеквадратичному критерию и критерию максимума отношения сигйал/шум. Следует отметить, что часто одну и ту же операцию можно реализовать с помощью разных оптических схем и различными способами. Запоминающее устройство (оптическое или голографическое) служит Для хранения набора эталонных масок или голограмм, [c.201]

Несмотря на всю сложность проблем, возникающих при создании объемного кино и телевидения, а также технологические трудности регистрации видовых голограМ1М, уже сейчас становится очевидным, что мы стоим на пороге создания голографической изобразительной техники, воспроизводящей полную иллюзию действительности изображаемых объектов. Широкое внедрение такой техники в жизнь должно существенно изменить образ жизни и психологию грядущих поколений и будет весомым вкладом в развитие человеческой культуры. Успехи в этой области, как, впрочем, и во всех остальных приложениях голографии существенно зависят от достижений в развитии главного инструмента современной оптики — оптических квантовых генераторов. [c.122]

Развитае голографических методов регистрации и восстановления волнового фронта, основные принципы которых были изложены в пионерских работах Д-Габора, Ю.Н. Денисюка, Э. Лейта и Ю. Упатниекса, составило одно из важных достижений современной оптики. [c.7]

Впервые сообщение о применении линзовой оптики для голографической регистрации сфокусированного изображения содержалось в работе Л. Таннера [21], посвященной интерферометрическому исследованию фазовых объектов. [c.9]

Во многом благодаря этой связи в настоящее время наметилось взаимное проникновение голографии и оптики спеклов, голографической и спекл-интерферометрии, обеспечивающее расширение возможностей коге-рентноч)птических измерений и углубление наших знаний о природе эффектов, приводящих к образованию интерферограмм и изменению их характеристик в зависимости от реальных условий. Эта тенденция, в частности, нашла отражение в материале настоящей книги. [c.12]

Представляется также целесообразным регулировать чувствительность интерферометрии, подбирая определенное оптическое увеличение на этапе регистрации сфокусированных голограмм, предназначенных для получения интерферограмм, в том числе в реальном времени [63]. В случае получения голографических интерферограмм в реальном вршени по френелевской схше реализуется интерференционное сравнение восстановленной волны с волной, рассеиваемой реальным предметом, поэтому изменение масштаба голографического изображения недопустимо. Если же эталонная волна формируется голограммой сфокусированного изображения, то оказывается возможным производить сравнение увеличенного голографического изображения с изображением, увеличенным во столько же раз с помощью линзовой оптики. При этом число интерференционных полос на единице площади в апертуре фокусирующей системы уменьшается в зависимости от кратности увеличения. [c.67]

Однако переход от регистрации изображения, модулированного спекла-ми (спеклограммы), к голографической регистрации позволяет, в силу восстановления комплексной амплитуды, существенно расширить функциональные возможности проведения операции вычитания. В частности, открьтается возможность проводить регистраццю светового поля в произвольной плоскости, а не только в плоскости изображения, как зто делается в оптике спеклов. Кроме того, становится возможным использование недоступных для оптики спеклов (в силу отсутствий опорного пучка) приемов введения фазового сдвига между зкспозициями. [c.171]

Отметим, что приведенные здесь закономерности, связьшающие изменение величины отношения сигнал/фон с параметрами фильтрующего (восстанавливающего) пучка при голографическом вычитании [198, 203], могут быть использованы для оценки характеристик качества вычитания средствами оптики спеклов [162]. [c.181]

В целом же голографическое вычитание на основе пространственной фильтрации, в том числе с регистрацией в фурье-плоскости, является наглядным примером того, что пфенесение приемов оптики спеклов в голографию не только расширяет сферу ее приложений, но и обеспечивает появление новых воэможностей, недоступных для оптики спеклов в силу ограниченных изображающих свойств спеклограмм. [c.181]

Здесь можно рассчитывать на выявление новых данных относительно особенностей воспроизведения фазы спеклограммами, регистрируемыми в разных областях объектного поля, в частности применительно к обращению волнового фронта, а также относительно свойств диффузно рассеянных волн, формируемых в высших максимумах дифракции применительно к интерференционным измерениям. Интересные результаты может дать дальнейшее исследование процессов пространственной фильтрации в голографии и оптике спеклов применительно к разделению информации о различных составляющих сложного перемещения объекта, а также развитию методов обработки информации и анализа структуры поверхности. Все зто должно привести к более глубокому осмыслению физической общности голографической и спекл41нтерферометрии, уточнению их метрологичес-юсх возможностей. Углублению представлений о физическом механизме голографической интерферометрии, безусловно, будет способствовать изучение тонкой структуры спеклчюлей и ее роли в изменениях видности голографических интерферограмм. [c.217]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...