Голограммы — линзы

Совершенно очевидно, что вариант А может быть просто осуществлен линзовой системой, а в случае голографической системы можно считать, что голограмма соответствует линзе. В варианте Б различие между системами заключается в том, что линзовая система создает промежуточное изображение, которое могло бы служить и конечным, в то время как голографическая система создает закодированное изображение (записанный волновой фронт), которое необходимо на втором этапе декодировать (восстанавливая волновой фронт). [c.120]

Рассмотрим с помощью такого способа, апример, трансформации, обусловленные изменением положения реконструирующего источника излучения (10) (рис. 30). Пусть некоторая голограмма Я, реконструируемая источником S2, восстанавливала изображение объекта О2. Необходимо определить вид изображения в случае, когда голограмма реконструируется источником 5i, смещенным относительно источника 52. Поставим перед голограммой тонкую отрицательную линзу Li, переносящую изображение точки Si в точку S2, а за голограммой— положительную линзу L2, равную и противоположную по силе линзе Li. В целом обе линзы компенсируют друг друга, поэтому после голограммы и обеих линз должно по-прежнему возникать изображение Oi, соответствующее случаю реконструкции из точки Sj. [c.86]

Рнс. 4. Регистрация голограмм сфокусированных изображений трехмерных объектов I - коллиматор, 2 - зеркало, 3 - объект, 4 - голограмма, Л - линза. [c.20]

Если обозначить через do и с(н соответственно положения объекта и голограммы относительно линзы, то комплексную амплитуду света объекта в плоскости голограммы можно записать в виде [c.183]

В случае изображений типов 1, II и IV узловые точки совпадают с первичной V и вторичной V" вершинами голограммы, что соответствует представлению голограммы как линзы, но узловая точка для изображения типа V расположена на вторичной оси R , причем расстояние от изображения до вторичной вершины V" равно удвоенному фокусному расстоянию. Это свойственно больше зеркалу, чем линзе, и является причиной некоторых особенностей сопряженного изображения, которые мы подробно обсудим в разд. 7.5.2. Рассматриваемые таким образом голограммы должны иметь свойства, аналогичные во всем линзам, за исключением одного главная ось не является перпендикулярной плоскости голограммы — это то, за что приходится расплачиваться, если кардинальные точки не должны быть различными для разных меридиональных плоскостей. [c.266]

За исключением случая применения коллимированного объектного пучка, нет необходимости в том, чтобы диаметры линз и фокусирующих зеркал были бы равны диаметру объекта. Это позволяет удешевить аппаратуру, предназначенную для исследования крупных объектов. Если размеры объекта больше голограммной пластинки, то для сужения объектного пучка до диаметра голограммы потребуются линзы. Для этой цели можно применять простые линзы с таким же оптическим качеством, какое требуется для обеспечения необходимого качества изображения окончательной интерференционной картины. Тот факт, что в голографических интерферометрах оптические элементы не обязательно должны обладать очень высоким оптическим качеством, приводит к значительному удешевлению аппаратуры, особенно в случае больших апертур. [c.512]

В конкретных применениях голографической микроскопии могут оказаться полезными и иные схемы получения голограмм (с линзами или без них). Движение объекта в ограниченных пределах [c.627]

На рис. 6.4.2, а, б показаны схемы коррекции изображения простой линзы с помощью голографического компенсатора. Вначале (рис. 6.4.2, а) получают голограмму аберрационной линзы I на фотоэмульсии Р. Если затем после фотохимической [c.412]

Полученную голограмму восстанавливают с помощью оптич. установки (рис. 4), состоящей из источника когерентного света 1 — лазера, обычно работающего в непрерывном режиме генерации, коллиматора 2, создающего параллельный пучок света (плоская восстанавливающая волна), плоскости голограммы 4, линзы или объектива 6 для увеличения восстановленного изображения и плоскости регистрации 9. Способ сканирования одиночным приёмником требует достаточного времени для съёма голограммы (5—10 минут), но благодаря простоте он широко применяется в лабораторных голографических исследованиях и в системах УЗ-вой дефектоскопии. [c.92]

Рис. 1. На рисунке схематически показан этап регистрирования простого голографического процесса. От одного лазера с помощью разделителя, например, полупрозрачного серебряного зеркала, получают два луча. Один луч используется для освещения объекта, в то время как другой служит опорным. Затем опорный луч и свет, отраженный от объекта, интерферируют, а полученная интерференционная картина регистрируется на фотопластинке, образуя голограмму. Микроскопические линзы расширяют лучи, не нарушая их когерентности.

Ощущение реальности сцены, которая записана на фотопластинку (голограмму), еще более усиливается, если при изготовлении голограммы использовать линзу. В этом случае вместо движений головой из стороны в сторону мы можем приближать к себе голограмму или удалять ее, наблюдая тем самым увеличение или уменьшение предмета. [c.104]

Итак, геометрические свойства главного и дополнительного изображений, формируемых голограммой, такие как положение, ориентация ), размеры и т. п., совершенно идентичны свойствам изображений, образуемых линзой и зеркалом с соответственно подобранными характеристиками. [c.253]

Полезными свойствами обладают голографические системы определенного рода, в которых каждая точка предмета порождает на голограмме элементарную решетку Рэлея. Один из способов осуществления таких голограмм иллюстрируется схемой, изображенной на рис. 11.10. Плоский прозрачный объект, показанный пунктиром, просвечивается параллельным пучком лазерного излучения часть того же пучка фокусируется линзой А на малое отверстие О, которое служит источником опорной сферической волны. Схема обеспечивает, очевидно, когерентность опорной волны и волн, идущих от предмета. [c.254]

Собирательная линза дает действительное перевернутое изображение объекта, которое регистрируется на фотопластинку. Фотопластинку во время записи можно поместить даже в плоскости центрального сечения изображения, сформированного линзой. На стадии восстановления с исходной опорной волной часть изображения, восстановленного с помощью голограммы, будет мнимой, а часть—действительной. Наблюдатель же не заметит существенного различия между. зти-ми изображениями. [c.46]

Голографическая схема для получения голограмм прозрачных объектов, использующая деление светового потока по волновому фронту, приведена на рис. 14, а. Часть параллельного пучка света проходит непосредственно через объект и попадает на голограмму другая часть с помощью отклоняющей призмы образует опорный пучок. Здесь в опорный пучок введена также линза, с помощью которой опорный пучок фокусируется в некоторую область объекта, принимаемую за начало отсчета интерференционных полос. Такая компоновка схемы позволяет исключить влияние на картину полос изменений, происходящих в прозрачном 48 [c.48]

Впервые метод коррекции изображений с помощью голографических компенсаторов был применен для коррекции линзовых аберраций. Так, на. этапе изготовления голографического компенсатора на фотопластинке Ф получают голограмму искажающего. элемента — аберрационной линзы Л (рис. 17, а). При компенсации аберраций (рис. 17, 6) голограмму Г располагают по отношению к линзе в том же положении, как и при регистрации, и через нее осуществляют наблюдение [c.54]

Метод компенсирующей голограммы может быть использован для коррекции искажений, создаваемых не только аберрациями линзы, но и оптически неоднородной средой С, разделяющей объект и приемную оптику (рис. 18). [c.55]

Голограмму можно рассматривать не только как результат записи волнового, поля, но также как изображающий оптический элемент. Известно, что свойства линзы проявляют зонные пластинки (решетки). Под термином зонная пластинка обычно понимают зонную пластинку Френеля, состоящую из чередующихся свет 1ых и темных колец, которые ограничены окружностями с [c.56]

Это соотношение не зависит от положения источника сферической волны при получении голограммы и определяется только положением предмета Т относительно голографической линзы. [c.59]

При получении голограмм Френеля (рис, 22) используют набор когерентных точечных источников и опорный источник. В результате их интерференции на фотопластинке получаем голограмму точечных источников — мультиплицирующий элемент, представляющий собой набор внеосевых голографических линз, вложенных в одну апертуру. [c.62]

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. 30, К определению трансформаций восстановленного изображения, обусловлеинух смещением реконструирующего источника. Первоначально голограмма, реконструируемая источником S2, восстанавливает изображение объекта О2. Требуется определить вид и положение восстановленного изображения- при смещении источника в точку 5ь Перед голограммой мысленно устанавливается отрицательная вспомогательная линза переводящая источник из точки Si в точку S2, а за голограммой — положительная линза L2 точно такой же силы, как Li. Лучи источника 5], пройдя линзу h, трансформируются в лучи, исходящие из S2 (проддецие лучей к S2 обозначено пунктиром). Непосредственно за голограммой Н формируются лучи, исходящие из исходного изображения О2 (продление лучей к О2 обозначено точками). Положительная линза Z-2 компенсирует действие отрицательной линзы, поэтому в конечном счете из системы выходят лучи, соответствующие искомому изображению Oi (продление лучей к 0 обозначено крестиками). Отсюда следует, что искомое изображение О можно получать, отобразив об-ьект 0 через линзу

Иэ (1.6) следует, что симметрично относительно п> чка нулевого порядка (первое слагаемое) распространяются дае волны, каждая из которых формирует в плоскости голограммы распределение амплитуд, пропорциональное функции пропускания объекта. При этом второе слагаемое содержит фазовый множитель расходящейся сферической волны, т.е. волна, соответствующая мнимому изображению, характеризуется таким распределением фазы, которое может быть приписано наличное в плоскости голограммы рассеивающей линзы с фокусным расстоянием, равным - /, что эквивалентно наличию на расстоянии 2/ за голограммой собирающей линзы с фокусным расстоянием, равным/. Фазовый множитель в третьем слагаемом описьшает сходящуюся сферическую волну, т.е. волна, сооткетствую-щая действительному изображению, имеет фазовое распределение, соответствующее наличию собирающей линзы перед голограммой. [c.15]

Эксперименты по нелинейной регистрации голограмм сфокусированных изображений и контрольных френелевских голограмм проводились в одинаковых условиях интенсивности интерферирующих пучков в среднем выравнивались зкспозиция подбиралась таким образом, чтобы уровень пропускания обработанных неотбеленных голограмм составлял 0,3. угол падения опорного пучка составлял 30°. Расстояние между объектом и фотопластинкой равнялось 40 см при получении сфокусированных голограмм использовалась линза с фокусным расстоянием, равным 10 см. [c.27]

Такова качественная картина восстановления изображений нелинейно зарегистрированными голограммами сфокусированных изображений. Оценим количественно влияние степени нелинейности процесса регистрации на уровень нелинейных шумов для разных голограмм. Представляется целесообразным в качестве наиболее информативного показателя уровня нелинейных шумов выбрать интенсивность (плотность) диффузного интермодуляционного шума. Действительно, наличие изображений в высших максимумах дифракции можно не принимать во внимание, поскольку в принципе каждое из зтих изображений может наблюдаться независимо в связи с ограничением поля зрения сфокусированной голограммы апертурой линзы (см. выше). Появление ложных изображ ний или Их частей носит, в общем-то, случайный характер и зависит от наличия или отсутствия на объекте ярких участков - источников дополнительных опорных волн, причем интенсивность этих изображений зависит от отражательной способности таких участков. В то же время интермодуляционный шум возникает при нелинейной регистрации любого диффузно рассеивающего объекта, причем для конкретного объекта его интенсивность может служить мерой влияния неоптимальной относительной интенсивности или неоптимапьной экспозиции на качество восстановленного изображения. [c.28]

РИс. 18. Регистрация сфокусиршанной голограммы с опорной волной от объекта 1 - коллиматор, 2 - объект, 3 - светоделитель, 4 - зеркало, 5 - голограмма, Л - линза. [c.40]

Пусть теперь восстановленное изображение переотображается (j i . 72) положительной линзой с фокусным расстоянием / в область перед голограммой (со стороны наблюдателя). Поле в плоскости (хг>2) находящейся на расстоянии йг от линзы (расстояние от плоскости голограммы до линзы - /i), аналогично [74] запишем в виде [c.139]

Рис. 89. Голографические ншерферограммы, соответствующие совместному влиянию деформации и поступательного смещения, при регистрации голограммы между линзой и фурьечшоскостью (в) и в фурье-плоскости (б).

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]

В приведенном выше анализе предполагалось, что регистрирующая среда способна разрешить весь представляюш,ий интерес спектр пространственных частот, за исключением, пожалуй, лишь частоты отсечки, обусловленной конечными размерами голограммы или линзы, используемой в процессе записи. Разумеется, в любом практическом случае регистрируюш,ая среда (например, фотопластинка) обладает конечной разрешаюш,ей способностью и ЧКХ ре- гистрирующей среды оказывается полезной мерой диапазона пространственных частот, в пределах которого можно получить заметный отклик. Для голограммы Фурье влияние ограниченной ЧКХ регистрируюш,ей среды на восстановленное изображение выражается не в ухудшении разрешения в изображении, а в ограничении поля зрения около опорной точки. Изучением таких эффектов в обш,ем виде занимался ван Лигтен [11]. [c.191]

Интересно отметить, что восстановленные изображения получаются особенно яркими, если использовать такую схему, в которой рассеянное поле при получении голограммы сводится линзой в фокус на определенном расстоянии за голограммой со стороны опорного пучка. Среди изученных нами экспериментальных подробностей мы нашли наиболее совершенным рецепт обработки липпмановской эмульсии, описанный Айвсом в 1908 г. [5], который особенно удобен для контроля расстояния между отдельными слоями. [c.216]

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]

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]

Голограмма Фурье является оптимальным пространственным фильтром. Такой фильтр обладает свойством распознавать тот транспарант, с которого фильтр был изготовлен, создавая в плоскости изображения яркие точки — оптические сигналы опознавания. Для этого транспарант помещают в фокальную плоскость линзы Л слева (плоскость /, см. рис. 16), а по дру1 ую сторону линзы, также в фокальной плоскости (частотная плоскость 2) устанавливают голографический пространственный фильтр какой-либо его части. Если теперь транспарант осветить когерентным светом, то в середине фокальной плоскости. ( линзы Л2 (за счет нулевого порядка) можно по-прежнему. 52 [c.52]

Однако настоящий киноформ яв 1яется фазовой голограммой точки, закон изменения фазы которой требует, чтобы все излучение при восстановлении дифрагировало в направлении первых порядков. Для получения такой голограммы обычно используют бихромированную желатину. Киноформ можно было бы изготовить из простой линзы, если устранить весь материал, который только сдвигает фазу падающей волны на величину, кратную 2л радиан (рис. 21). Осветив киноформ параллельным пучком света, мы получим только одно изображение источника в точке Р. [c.60]

Растр (оло1 рафических линз, таким образом, можно рассматривать как голограмму совокупности точечных источников света, которая может быть получена с помощью линзового растра или методом последовательного получения голограмм одного и того же точечного источника, образованного высококачественным микрообъективом. В пос-ле.тнем сцгучае удается избежать многократного наложения излечения от таких источников и обеспечить высокую идеггтичность свойств отдельных голографических лиги, составляющих растр. Достижение подобной идентичности обычных линзовых микрообъективов и создание на их основе высококачественного растра является одним из основных преимуществ растра голографических линз. [c.61]

Установка комплектуется большим количеством оптических деталей и узлов плоскими зеркалами, линзами, светоделительными и поворотными призмами, юстиро-вочными головками и столиками, светофильтрами, которые позволяют собирать разнообразные голографические схемы. Кроме того, она снабжена устройством для фотообработки голограмм на месте. экспонирования без их смещения, что обеспечивает возможность голографических измерений в реальном времени. Габаритные размеры. этой установки 1400X4000X2400 мм, масса 1600 кг. [c.74]

Регистрация голограммы осуществляется по схеме, приведенной на рис. 28. Луч от имнулнсного лазера 2/ проходит через зepкaJ la 22, 24 и объектив 23, который расширяет луч в 2 раза светоделитель 19 разделяет пучок света на опорный луч, который проходит через систему спаренных зеркал /7, Я. 20, блок светофильтров 6, линзу 4, зеркало / и объектный луч, который проходит через светоделитель 9, объектив //, зеркало 8, сферическое зерк 1ло 9, а затем падает на исследуемый объект 5. Наконец опорный и объектный лучи попадают па фоточувстви-тельный материал 7. Спаренные зеркала /2 и 13 могут перемещаться (положение /2 и /, ), что позволяет изменять путь опорного луча и тем самым удается привести в соответствие пути опорного и объектного лучей. [c.76]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...