Голографические оптические элементы

ГОЛОГРАФИЧЕСКИЕ ОПТИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ [c.49]

Продемонстрированный подход к описанию ДОЭ является обобщением подхода, применяемого при описании голографических оптических элементов или просто голограмм, частного случая ДОЭ. Действительно, при голографической записи элемента регистрируется картина интерференции двух монохроматических волн. При этом коэффициент пропускания голограммы является функцией освещенности, создаваемой этими волнами в данной точке [24], [c.12]

Эта аберрация вызывается тем, что материал линзы имеет различные коэ( ициенты преломления для разных оптических частот. В когерентных системах формирования изображения, включая голографию, такая аберрация несущественна, поскольку в этом случае для освещения используется монохроматический свет. Одним из исключений являются голографические оптические элементы (см, 10.8) и голографические дифракционные решетки. [c.66]

Нерассеивающие прозрачные объекты можно освещать сзади, так что в этом случае не возникает проблемы освещения близко расположенных объектов. Этот случай играет важную роль, поскольку он используется в таких имеющих большое значение применениях, как голографические оптические элементы (см. 10.8) и голографические дифракционные решетки. [c.205]

В докладе, названном Голографические оптические элементы , по измерениям параметров голографической сенситометрии и считывания и по результатам исследований их стабильности при различных температурах и условиях влажности оцениваются семь материалов, применяемых для создания голографических оптических элементов. [c.298]

Голографические оптические элементы мы рассматриваем лишь на основе фазовых голограмм, поскольку только фазовые голограммы обладают требуемой высокой дифракционной эффективностью и(или) малыми потерями света. Представляют интерес два типа фазовых голограмм толстые, или объемные, фазовые голограммы (отражательные и пропускающие) и тонкие, или поверхностные. Объемные голограммы записываются в виде модуляции показателя преломления в толще регистрирующей среды. Поверхностные голограммы регистрируются как поверхностный рельеф материала. [c.639]

В случае голографических оптических элементов дело обстоит не столь просто. Во-первых, система оказывается более сложной в силу отсутствия симметрии и наличия многочисленных параметров, например в случае элементов в устройствах формирования пучков. Во-вторых, в первую очередь должна учитываться оптическая эффективность, поскольку во многих случаях ею определяются и другие характеристики устройства. В-третьих, мы не накопили еш,е большого опыта, которым можно было бы руководствоваться при конструировании. [c.643]

В этой оптической системе использовались два отражательных ГОЭ и дополнительный обычный оптический элемент, который изображает выходной экран усилителя света на бесконечность. Такая система устанавливается в прибор ночного видения и позволяет наблюдателю видеть усиленное изображение окружаюш,ей обстановки. Элементы являются достаточно большими, чтобы обеспечить расширенное поле зрения и чтобы наблюдатель при этом мог работать в обычных очках. Даже при значительных размерах голографические оптические элементы, расположенные на некотором расстоянии от головы наблюдателя, не создают большого момента силы на голову. В этом случае ГОЭ снова формирует изображение зрачка, а обычный оптический элемент, используемый для изготовления ГОЭ, позволяет компенсировать аберрации сложной оптической системы. [c.646]

Голографические оптические элементы [c.410]

В настоящее время в качестве оптических элементов широко используются голографические оптические элементы (ГОЭ). Однако принцип работы этих элементов существенно отличается от действия классических оптических элементов — призм, зеркал, линз и тому подобных. Голографический оптический элемент представляет собой голограмму, на которой записаны волновые фронты специальной формы. [c.410]

Простейшим голографическим оптическим элементом является зонная пластинка с косинусоидальным распределением почернения в радиальном направлении, которая является голограммой точки. Эта голограмма обладает фокусирующим действием и играет роль линзы. Рассмотрим только некоторые применения ГОЭ. [c.410]

Они получили наибольшее распространение из всех голографических оптических элементов. Голографические решетки представляют собой зарегистрированную на светочувствительном материале картину интерференции двух световых пучков. [c.413]

Еще более проблематична замена электронными устройствами основного оптического узла фотоаппарата, а именно объектива. Предлагался, например, объектив в виде простой линзы из материала, имеющего переменный показатель преломления в направлении от оптической оси к краям линзы. Если удастся управлять изменением показателя преломления с помощью электрического или электромагнитного поля, то микропроцессор фотоаппарата сможет автоматически совмещать плоскость изображения с фотоматериалом. Возможно, подобное устройство позволит также эффективно исправлять аберрации объектива, хотя, пе-видимому, более реально решению этой проблемы поможет в будущем использование голографических оптических элементов, добавляемых к обычному объективу. [c.127]

С помощью голографических методов стало возможным получать оптические. элементы, по всем свойствам аналогичные волоконно-оптическим устройствам. Такие. элементы имеют все свойства оптического волокна, но отличаются от него простотой. изготовления. Методы голографии позволяют выполнять оптические элементы и придавать им оптические свойства, которые невозможно получить при обычных методах изготовления. Голографические методы находят широкое применение при аттестации качества оптических. элементов и узлов оптических приборов успешно используются при решении задач выделения сигналов из шумов и распознавания образов. Голография позволяет увеличивать изображения во много раз больше, чем это можно сделать с помощью оптических линз, строить принципиально новые датчики положения и формы объектов и многое другое. [c.6]

Пониженные требования, предъявляемые к качеству используемых оптических элементов, позволяют уменьшить стоимость голографических интерферометров. [c.31]

Как правило, раз.тичны и задачи исследований объектов этих двух групп. Если исследование методами голографической интерферометрии слабых фазовых объектов ставит своей конечной целью определить по распределению показателя преломления плотность газа, концентрацию атомов и электронов, температуру и другие параметры, то применение этих методов к оптическим. элементам дает возможность проверить их характеристики на качество. [c.32]

В каждой установке для получения голограмм можно выделить объект, источник когерентного света (лазер), регистрирующую среду и различные вспомогательные оптические. элементы. Как правило, в голографической схеме [c.38]

Обычно голографическая схема включает в себя около десятка оптических элементов, каждый из которых зажимается в специальные оправы, имеющие необходимые юстировочные степени свободы. Стабильность положения оптических. элементов в голографической схеме должна удовлетворять жестким требованиям виброустойчивости. Так, смещение любых частей установки во время выдержки не должно приводить к изменению разности хода между интерферирующими пучками, большему чем л/4. При разности хода в л/2 интерференционная картина полностью размывается. Из опыта следует, что для получения высококачественной голограммы необходимо, чтобы отражающие или рассеивающие свет оптические. элементы (а к ним относится и изучаемый объект) не смещались более чем на >./8. К элементам, пропускающим световые пучки, предъявляются менее жесткие требования. Для того, чтобы во время экспозиции не происходило смещения интерференционной картины, все. элементы голографической схемы жестко крепят на едином основании—оптической скамье или плите. Однако при больших экспозициях. этого бывает недостаточно, так как за счет вибрации и нестабильности температуры также может происходить смещение интерференционной картины в плоскости регистрирующей среды. По.этому голографические установки дополнительно раз- [c.39]

Рис. 20. Голограмма точки как оптический элемент (голографическая

Голографическая линза — это оптический. элемент с двумя фокусными расстояниями для основного (/р) и сопряженного (f ) изображений. Если записать выражения для 1/2р и 1/2 , а затем сложить оба выражения, то получим следующее соотношение, связывающее положения двух изображений [c.59]

I — рейтеры с оптическими элементами голографической схемы 2 — рабочая плита [c.72]

Голографические установки для исследования нестационарных процессов предназначены для регистрации быстропротекающих процессов методами импульсной голографии и голографической интерферометрии и позволяют исследовать оптически прозрачные, отражающие, рассеивающие и самосветящиеся объекты. Типичной установкой для решения этих задач является отечественная голографическая установка УИГ-1М. Конструктивно она выполнена в виде металлического каркаса, в верхней части которого смонтирован пульт управления и оптическая скамья с набором оптических. элементов и импульсным лазером с двумя усилителями. Внутри каркаса размещены блоки питания лазеров и усилителей. [c.74]

Голографическая схема измерения объектов с использованием голограммы матового экрана в качестве шумового кодирующего звена (рис. 38) включает в себя лазер 2, блок / оптических элементов для формирования опорного 43 [c.94]

Вторым фактором, определяющим информационную емкость голограммы, является ее размер, который тоже, как оказывается, ограничен. Дело в том, что во всех известных голографических запоминающих устройствах (ГЗУ) применяют оптические. элементы (линзы объектива и. электрооптической системы отклонения луча лазера), размеры которых должны быть сравнимы с размерами голограммы. В настоящее время практически невозможно изготовить качественную линзу диаметром 20—30 см. Отсюда следует, что максимальная площадь голограммы может быть несколько сотен квадратных сантиметров, а ее информационная емкость—около К) бит. [c.97]

Второй. этап голографического контроля состоит в том, что в оптической схеме (рис. 40, а) помещают контролируемый оптический элемент 4. Предметная волна от него по оптическому каналу 5—9—8 направляется на экран 7. [c.101]

Погрешность измерений Л голографическим методом складывается из погрешности при изготовлении голограммы. эталонной поверхности Л, и погрешности определения координат интерференционных полос по интерферограммам профиля контролируемых оптических. элементов б . Относительная погрешность измерений [c.103]

Ал йз+Л,,= 0,04 мкм. Таким образом, метод голографической интерферометрии позволяет с требуемой точностью контролировать форму оптических элементов как готовых изделий, так и изделий в процессе различных технологических операций. [c.104]

Контроль ко.эффициента преломления оптических элементов, выявление неоднородности стекла, включений типа пузырей и свилей являются важными. этапами контроля качества оптических изделий. С конца прошлого столетия основным оптическим инструментом, применяющимся для количественных измерений прозрачных неоднородных материалов, был интерферометр Маха-Цендера, на основе которого разработаны теневые и интерференционные методы контроля. Ограничением ЭТИХ методов являются аберрации оптических систем самого интерферометра. Методы голографической интерферометрии позволяют компенсировать аберрации и тем самым существенно улучшать качество проводимых измерений. [c.105]

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]

Определим точнее предмет исследования предлагаемой книги. Как всякий оптический элемент (призма, зеркало, линза, объектив и т. п.), голографический оптический элемент преобразует волновой фронт падающей на него световой волны фокусирует, отклоняет, расщепляет его и т. п. Однако, и в этом первая особенность голографических элементов, в основе данного преобразования лежит дифракция света на периодической или квази-периодической структуре, а не преломление или отражение, как в классических аналогах. В этом смысле голографические элементы можно назвать дифракционными оптическими элементами. Вторая особенность заключается в методе получения здесь, как правило не используют традиционной оптической технологии. Дифракционную структуру элемента формируют, фиксируя в высокоразрещающей фоточувствительной среде картину, возникающую при интерференции двух или нескольких когерентных световых волн. [c.3]

Все изложенное представляет собой основные положения волнового подхода к теории. ДОЭ. Аналогичный, но несколько отличающийся анализ содержится в работе [15]. Волновой подход, как будет ясно из дальнейшего, очень удобен при описании фокусирующих и аберрационных свойств ДОЭ, а также незаменим для расчета структуры элементов (см. гл. 7), однако необходимо отметить и некоторые присущие ему ограничения. В силу того что амплитуда всех волновых полей предполагалась одинаковой (по модулю) в пределах ДОЭ, развитый формализм не вполне точно описывает такие объекты, как голографические оптические элементы, поскольку при их записи амплитуды интерферирующих волн обязательно меняются по поверхности элемента. Совершенно не укладьщаются в рамки формализма голограммы сложных реальных объектов, где записываются и восстанавливаются волновые поля с большими перепадами амплитуды. Ниже, однако, рассматриваются простейшие дифракционные структуры, для которых волновой подход является вполне приемлемым приближением. [c.14]

Во втором томе настоящей книги рассматриваются главным образом различные применения голографии. Голографические запоминающие устройства для цифровой вычислительной техники, получение голографических двумерных и трехмерых дисплеев, голографическая интерферометрия, оптическая обработка информации и распознавание образов, голографическая микроскопия, создание голографических оптических элементов, спектроскопия, голографическая запись контуров объектов, размножение изображений, получение портретов голографическими средствами и, наконец, голографическая фотограмметрия — таков общий круг областей применения голографии, который подробно рассмотрен в гл. 10. [c.8]

При конструировании системы голографических оптических элементов важную роль играет вопрос о том, в каких случаях их следует применять в конкретной оптической системе. Мы не рекомендуем разработчикам систем использовать ГОЭ в каждой системе. По нашему мнению, ГОЭ следует применять лишь в тех случаях, когда какие-либо существенные характеристики очень трудно или вообще невозможно реализовать с помощью обычных яинз и зер- [c.641]

Голографические оптические элементы с успехом используются как внеосевые криволинейные зеркала или сдвинутые дедентриро-ванные линзы. Иными словами, они вносят в систему относительно большие абберрации, как правило астигматизм и кому. Кроме того, применение ГОЭ вызывает большую дисперсию, что приводит к необходимости использовать монохроматический свет или применять другие реилительные меры (другие ГОЭ), чтобы получать изображения хорошего качества. Решить эту проблему можно также путем изготовления систем с необычными геометрическими конфигурациями и особыми спектральными характеристиками. В на-цшх исследованиях большой уровень аберраций и значительная дисперсия играли отрицательную роль, но в других случаях, разумеется, они могут представлять интерес, например в спектроскопических исследованиях. [c.642]

Голографические методы и техника быстро развиваются. Растут размеры голограмм, увеличиваются число и размеры элементов оптических схем (количество лазеров, например, для цветной съемки, диаметры линз, зеркал, объективов). Появляется необходимость размещения на столе киноголографической съемочной аппаратуры, создание сцены съемки с различным реквизитом. Оптические схемы требуют больших углов и отрезков, например при изготовлении голографических оптических элементов, поэтому возникает потребность в голографических столах больших размеров, нестандартных пропорций, часто по габаритам привязанных к планировке помещения. [c.90]

Применения голографии в технике и для научных исследований весьма разнообразны. К ним относятся методы голографической интерферометрии, применения в технологии нанесения сложных микроизображений и исследовании неоднородностей материалов, создание голографических оптических элементов, голографическая микроскопия, голографическая обработка информации и др. [c.395]

В работе [64] рассмотрено построение двухканальной волоконно-оптической системы связи, основанной на передаче по одномодовому волокну двух независимых каналов с длинами волн 1,3 и 1,55 мкм. Для селекции каналов на выходе волокна использовалась голографическая дифракционная решетка. Для этих же целей помимо дифракционных реихеток могут применяться спектральные дифракционные элементы, согласованные с несколькими длинами волн [66, 67]. В работе [65] предложена система прямой передачи изображений по оптическому волокну с использованием разложения белого света по спектральным компонентам. Селекция компонент в [65 осуществляется с помощью сегментированного голографического оптического элемента, каждый сегмент которого согласован с определенным диапазоном спектра. [c.456]

Голографические (или 10лограммные) оптические. элементы (ГОЭ) представляют собой голограммы, на которых записаны волновые фронты специальной формы. ГОЭ можно сконструировать для преобразования любого входного волнового фронта в любой другой выходной фронт независимо от параметров материала подложки, например от кривизны или показателя преломления. С их помощью возможна коррекция аберраций оптических систем, в таком случае ГОЭ выступают в качестве составных. элементов сложных оптических приборов. ГОЭ используют и как самостоятельные оптические элементы в качестве линз, зеркал, дифракционных решеток, мультипликаторов и др. [c.49]

Развитие голографической интерферометрии привело в настоящее время к созданию новых средств и эффективных методов контроля формы оптических поверхностей, клеевых и механических соединений оптических. элементов, а также режимов эксплуатации приборов. Так же, как и обычные интерференционные методы контроля, голографические методы являются бесконтактными и позволяют получать наглядную картину результатов измерений, но при этом имеют ряд преимуществ, позволяющих отнести их к универсальным методам контроля качества оптических. элементов. Во-первых, в большинстве случаев для реализа[щи контроля голографическими методами можно использовать простые оптические схемы, к качеству элементов которых предъявляются весьма умеренные требования, а это, в свою очередь, значительно снижает себестоимость приборов. Во-вторых, голографические методы дают принципиально новые возможности, позволяющие создавать высококачественные измерительные приборы. [c.99]

В рассмотренной оптической схеме голографического контроля сферических и асферических поверхностей точечная диафрагма 6 играет важную роль, когда производится контроль неполированных оптических. элементов после различных стадий технологической обработки. Такие элементы, как известно, сильно рассеивают свет за счет щероховатой микроструктуры их поверхности (рис. 40 б). Диафра( ма, установугенная в фокусе этого элемента, будет пропускать те лучи, которые не рассеялись линзой. Волновой фронт нерассеянной составляющей объектной волны не зависит от микрорельефа или шероховатости поверхности линзы, а определяется только ее формой. Поэтому при контроле неполированных изделий используют для сравнения с эталонной волной именно нерассеянную составляющую объектной волны, отфильтровывая другие лучи с помощью диафрагмы. Ясно, что при большом значении шероховатости поверхности рассеяние света будет больше, следовательно, необходимо уменьшать диаметр диафрагмы (на практике используют диафрагмы с/=0,,5- -1 мм). [c.102]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...