Метод Габора

По методу Габора можно восстановить изображения пропускающих объектов высокой прозрачности. Плоскую волну, прошедшую через такой объект, можно представить как волну, состоящую из двух компонентов интенсивной однородной плоской волны, прошедшей без отклонения, и слабой рассеянной волны, обусловленной возмущением, созданным объектом. Интенсивная однородная волна служит опорной волной, а рассеянная волна — предметной волной [18, 19]. Поэтому с помощью голограммы Габора удается восстановить изображения небольших непрозрачных объектов на прозрачном фоне. [c.116]

ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ГАБОРА [c.17]

МЕТОД ГАБОРА И МЕТОД ДЕЛЕНИЯ ВОЛНОВОГО ФРОНТА [c.97]

Первоначально метод Габора был предложен как средство компенсации аберраций электронного микроскопа, и до появления лазеров исследования проводились главным образом в этом направлении. В дальнейшем были предложены другие приложения голографии, и попытки использования голографии в микроскопии отошли на второй план. [c.186]

Простейшие схемы получения голограмм по методу Габора и восстановления по ним изображения представлены на рис. 32. Эти устройства позволили Габору получить первые плоские голограммы путем сильного диафрагмирования пучка света от ртутной лампы. Диаметр отверстия диафрагмы равен 1. .. 2 мкм, а время экспозиции - несколько часов. Были использованы коллимированный пучок света и точечный объект, который служил источником возмущения этого пучка света, т. е. источником вторичной волны (рис. 32, а). Таким образом, на фотопластинке складывались две волны, образуя интерференционную картину. Эти волны стали впоследствии называть опорной и объектной, а фотопластинку, на которой была запечатлена интерференционная картина, полученная в результате сложения этих волн, - голограммой, поскольку она несла в себе информацию не только о плоскостной форме объекта, но и о его объемности. Эта информация была заключена в фазе, которая запечатлевалась в виде плотности почернения фотоматериала. [c.45]

Объемная голограмма. Как ясно из предыдущего, метод Габора заключается в том, что рассеянная объектом волна воспроизводится в результате дифракции опорной волны на плоской голограмме. Ю. Н. Денисюком предложен новый метод получения и использования трехмерной (объемной) голограммы. В этом случае рассеянная объектом волна воспроизводится путем отражения опорной волны от объемной голограммы. Объемная голограмма получается в достаточно толстом слое эмульсии в результате интерференции двух волн — опорной волны, падающей на эмульсию, и волны, идущей от объекта с противоположной стороны и рассеянной объектом. Так как эти волны противоположны по направлению, то в слое эмульсии образуется система стоячих волн. На рис. 42.8 [c.312]

I технического характера помешали использовать метод Габора в электронной микроскопии, правильность его основных принципов была проверена в экспериментах со светом. [c.415]

Изобретение в 1948 г. голографии Д. Габором, за которое ему была присуждена Нобелевская премия по физике 1971 г., основано на его работе по улучшению качества изображений, получаемых в электронной микроскопии. Результаты, полученные в 40-х годах с электронными микроскопами, оказались разочаровывающими, поскольку, несмотря на стократное улучшение в разрешающей способности по сравнению с лучшими оптическими микроскопами, разрешение оставалось далеким от теоретического значения. Быстрые электроны, используемые в электронной микроскопии, имеют длину волны де Бройля около 1/20 А, так что атомы должны разрешаться однако практически предел в то время составлял около 12 А. Основной причиной неудачи было наличие аберраций, связанных с использованием электронных линз. Именно при поиске путей решения этой проблемы Габором был создан метод, названный им восстановлением волнового фронта. Частично его идея исходила из принципов, заложенных в двухволновой микроскопии. У. Л, Брэгга (разд. 5.3.3). Он полагал, что если ему удастся зарегистрировать фазы так же, как и интенсивности в изображении электронного микроскопа, [c.104]

Хотя способ голографической записи и восстановления волновых фронтов, предложенный Д. Габором [1], р не является методом абсолютно полной записи всей световой информации об объекте, он является методом записи информации более полной, а, следовательно, и [c.10]

Для того, чтобы (преодолеть эту трудность, Д. Габор предложил построить точную модель поля электронных волн в оптическом диапазоне спектра, а затем исправить у этой модели сферическую аберрацию методами обычной световой оптики. Именно для решения та-кой, в общем весьма частной, однако вместе с тем очень характерной задачи и была предложена в 1948 году голография (9, 10, 11). [c.48]

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]

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]

Нетрудно заметить, однако, что проведенный Аббе эксперимент был гораздо шире первоначальной теории и сводился не столько к проверке разрешающей способности микроскопа, сколько к проверке возможности синтеза произвольного изображения посредством управления параметрами волнового поля. Впервые этот вывод из теории Аббе был отчетливо сформулирован немецким физиком X. Боршем, который предложил полностью отказаться от использования каких-либо объективов и формировать изображения заданных объектов, воссоздавая в некоторой плоскости соответствующее им распределение волнового поля [7]. Модулируя поле плоской волны маской, в которой была просверлена заранее рассчитанная система отверстий, я вводя фазовые сдвиги в излучение с помощью тонких слюдяных пластинок, X. Борш осуществил синтез изображений решеток некоторых кристаллов. В дальнейшем эта методика была усовершенствована в Англии У. Брэггом, который предложил получать такие маски фотографическим путем [8]. Однако методы X. Борша и У. Брэгга можно было использовать только для синтеза изображений простейших объектов обычно это были кристаллы с определенной симметрией. Усложнение объекта вело к необходимости расчета и воссоздания чрезвычайно сложной картины распределения амплитуд и фаз, что было невозможно осуществить имеющимися в то время методами. Основной результат этих работ заключался в том, что они явились основой, на которой был разработан голограммный метод Габора. [c.46]

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

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 1958 г. автор настоящей работы, проводя исследования в области создания изобразительной техники, воспроизводящей полную иллюзию действительности изображаемых объектов, также пришел к идее записи волнового поля за счет его смешения с референтной волной. Первоначально, исходя из требований принципа Гюйгенса, автор, так же как и Габор, собирался репистрировать двумерную интерференционную картину, чтобы воспроизводить ее с помощью значения поля на некоторой поверхности. Однако в отличие от метода Габора референтную волну предполагалось подавать навстречу объектной. Это обстоятельство и предопределило дальнейшее направление исследований. [c.56]

Метод, предложенный Габором, отличается от метода Брэгга не только тем, что в нем используются другие длины волн (вместо электромагнитных волн электронные), но и целым рядом других особенностей. Габоровский процесс не дает брэгговской дифракции поле может быть записано целиком и одновременно. Кроме того, этот процесс связан с дифракцией Френеля, а не с дифракцией Фраунгофера это различие не принципиальное, но благодаря ему удалось действительно осуществить габоровский процесс. Принципиальным отличием этого процесса является то, что он не связан со специальным классом объектов, которые дают положительный вещественный фурье-образ. В методе Габора также используется когерентная опорная волна по аналогии с той, которую дает сильный рассеивающий центр в исследованиях Брэгга, но теперь эта когерентная опорная волна может быть произвольной. В этом методе транспарант с функцией пропускания So+s освещается когерентным пучком света здесь So — постоянная составляющая функции пропускания транспаранта (с нулевой пространственной частотой), а s — составляющая с ненулевой пространственной частотой. Дифракционную картину Френеля можно записать в виде [c.14]

Это уравнение является основным в методе Габора. Если такое распределение освещенности зафиксировать на фотопленке, а затем полученную запись осветить пучком когерентного света, то часть результирующего поля будет описываться слагаемым u u, которое представляет собой восстановленную часть недифрагированного поля с ненулевой пространственной частотой. Рассматривая вместе слагаемые и и и ] и , мы получаем волну, которая кажется испущенной мнимым изображением объекта So+S, расположенным в том же месте, что и сам объект. [c.15]

Брэгга. В I классическом методе Габора опорный луч и когерентный фон направлялись на фотопластинку с одной стороны. При этом изофазные коверхности стоячих волн интерференционной картины почти параллельны направлению объектной и референтной волн. Ю. И. Де-нисюк предложил направлять интерферирующие пучки навстречу друг другу. На рис. 9 приведена схема метода Денисюка. [c.19]

Возрождению интереса к голографии во многом способствовали работы американских ученых Э. Лейта и Ю. Упатниекса. Их заслугой было не только применение лазера, но и усовершенствование метода Габора путем использования для записи и реконструкции части голограммы, находящейся вне оси системы. Таким образом удалось пространственно разделить оба изображения и когерентный фон. [c.19]

В последние два десятилетия не менее значительны достижения в области волновой оптики, связанные с расцветом нового направления физической оптики — голографии. В 1947 г. английский физик Денис Габор предложил новый метод записи и восстановления волнового поля объекта. Особенностью метода Габора является возможность регистрации на фотоэмульсии как амплитуды, так и фазы объектной волны, что принципиально отличает его от фотографии, где регистрируется только амплитудная информация. В голографическом методе объект отображается в виде интерференционной структуры — голограммы. Этот метод можно назвать интерференционнодифракционным способом записи и восстановления волнового поля. Крупнейший вклад в голографическую науку внесли научные работы Ю. Н. Денисюка голограмма Денисюка формируется во встречных пучках и является трехмерной, а не двумерной, как это имеет место в случае голограммы Габора. Такая голограмма обладает рядом новых свойств, в том числе и ассоциативной памятью. [c.14]

Понятие о голографии. Существует прнпципиально новьп" метод фотографирования , ли[иеиный вышеперечисленных недостатков. Этот новый метод, называемый голографией (при переводе с греческого означает полная запись ), был развит английским ученым Деннисом Габором в 1947 г. За этот метод в 1971 г. ему была присуждена Нобелевская премия [c.205]

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]

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]

Исходные эксперименты Габора выполнялись исключительно с видимым светом и основывались на методе, от которого вскоре отказались, и потому мы не будем описывать его здесь подробно. Принцип метода в противоположность применяемой на практике схеме показан на рис. 5.11. Рассматривается отдельная точка объекта В. Волновые фронты, рассеянные В, интерферируют с волновыми фронтами когерентного фона или показанного на рисунке когерентного опорного источника А. Предположим, что интерференционная картина регистрируется фотоспособом в виде позитива, который после обработки будет [c.105]

Однако, подтверждая основную идею, результаты Габора ухудшались недостаточной длиной когерентности (только 0,1 мм) света от использованной ртутной лампы высокого давления и низким уровнем освещенности, получаемой после введения малой диафрагмы (диаметром 3 мкм) для обеспечения достаточной пространственной когерентности. Из-за этой и ряда других причин применение указанного метода в электронной микроскопии было неудачным. Как отмечал Габор, голография была надолго заброшена. Возрождение наступило после работы Е.Н. Лейта и Дж. Упатникса [33]. Успех их был обусловлен тем, что они обнаружили сходство процесса восстановления волнового фронта Габора с принципами теоретической работы, выполненной Лейтом с сотрудниками по локатору бокового обзора. В них предусматривалось применение бокового опорного освещения, что обеспечивало существенное улучшение характеристик [34, 35]. Затем в этих разработках были использованы незадолго до того созданные лазеры и сочетание этих двух достижений привело к более универсальному и улучшенному процессу голографии. [c.106]

Последние десять лет ознаменовались интенсивным развитием голографии и той части оптики, на которой базируется голография — когерентной оптики. Это развитие явилось следствием значительного события в физике— создания в результате работ Н. Г. Басова, А. М. Прохорова и Г. Таунса мощных когерентных ис-гочников света — лазеров. Последователи изобретателл голографии Д. Габора чл.-корр. АН СССР Ю. И. Де-нисюк, американский ученый Е. Лейт и др. — внесли немало новых идей, способствующих дальнейшему развитию этого нового направления. Работы фундаментального характера здесь тесно переплетались с предложениями по практическому применению голографии в самых различных областях науки и техники. Возникла необходимость в пересмотре многих привычных представлений о формировании изображений объекта, а также о передаче и записи световой информации от объекта. Одновременное развитие вычислительной техники и установление высоких требований к ней привели к переплетению голографии и когерентной оптики с техникой обработки информации, В связи с этим еще больше повысился интерес к этим направлениям и возникла необходимость в подробном анализе прйблем передачи, обработки и записи информации методами голографии и когерентной оптики. В предлагаемой читателю книге сделана попытка частично удовлетворить интерес к поставленным проблемам. Многочисленные исследования, выполненные в этой области, хотя и не охватывают полностью все вопросы, возникающие при рассмотрении перечисленных проблем, все же являются достаточными для систематического изложения последних. [c.5]

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]

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]

Все эти недостатки сильно ограничивали область применения метода, и поэтому в течение десятилетия он развивался, главным образом, 9 приложении к некоторым задачам электронной и рентгеновской микроскопии. О возможности получения объемных оптических изображений естественных объектов в то время даже не упоминалось. И все же, несмотря на все недостатки и граничения этого метода, имеино Габор признан основателем голографии. И это, безусловно, правильно основной отличительной чертой голограммного метода является использование референтной волны, а Габор был первым человеком, который записал волновое поле с ее помощью. [c.52]

Следует отметить, что первая из перечисленных работ Е. Н. Лейта и Ю. Упатниекса, как, собственно, и работа Д. Габора не вызвала какого-либо резонанса и осталась незамеченной, тем более что мысль о прямой зависимости эффективности всего процесса от степени эффективности разделения волновых полей содержалась непосредственно и в работе Д. Габора. Поворотным пунктом в истории голографии явилась работа этих авторов, опубликованная в 1964 году. В этой работе Е. Н. Лейт и Ю. Упатниекс, используя свой метод и новый чрезвычайно монохроматичный источник излучения— лазер, получили объемное изображение произвольного объекта — шахматной доски с расположенными па пей фигурками. Вообще говоря, возможность получения голографических изображений, неотличимых от оригинала, а также возмож 54 [c.54]

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

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...