Основные свойства голограммы

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ГОЛОГРАММЫ [c.67]

Рассмотрение простейшего случая (голограммы точки) позволяет сформулировать основные свойства голограммы, распространив эти свойства и на более сложные объекты. Дело в том, что сложный объект представляет собой совокупность отдельных точек, которые дадут сложную интерференционную структуру. Эту структуру можно представить как наложение зонных решеток Френеля , имеющих различную ориентировку в пространстве. [c.309]

Наиб, сильно свойства голограммы определяются физ. характером светочувствительной среды, в к-рой осуществляется её запись. По этому признаку Г. можно разделить па две основные области — статич. и дина-мич. Г. [c.509]

Впервые факт изменения геометрии восстановленного изображения при изменении параметров восстанавливающего источника был установлен Д. Габором, им же были сформулированы основные закономерности таких трансформаций (9, 10). Полная теория трансформационных свойств голограммы была развита впоследствии рядом авторов (25, 26). Однако мы не будем рассматривать здесь эту весьма громоздкую теорию, а ограничимся лишь простейшим описанием физики явления. [c.84]

В последуюш,их главах некоторые типы голограмм будут рассмотрены довольно подробно. В этой же главе мы лишь перечислим основные типы голограмм, сгруппированных по виду опорной волны н геометрии схемы регистрации голограмм и т. п., а также обсудим главные свойства каждого типа голограмм. [c.139]

В предыдущем параграфе мы рассмотрели некоторые геометрические свойства голограмм Фурье. Основное свойство этих голограмм состоит в том, что и прямое, и сопряженное изображения находятся в одной плоскости, содержащей восстанавливающий источник или его изображение. Это свойство можно получить из математического анализа или более просто с помощью голографических сопряженных соотношений, приведенных в гл. 7. Используя данные, помещенные в табл. 3 гл. 7 и производя замену у =Уо и X =0, можно написать следующие выражения для координат прямого изображения [c.189]

Статья Успехи в области голографических регистрирующих материалов классифицирует различные регистрирующие материалы в соответствии с их способностями образовывать тонкие или толстые, амплитудные или фазовые голограммы. Рассматриваются также подклассы материалов, связанные с отражающими или пропускающими свойствами голограмм. В статье приводятся основные технологические характеристики и обзор современных исследований. Обсуждаются также материалы для применения в инфракрасной и ультрафиолетовой голографии. [c.297]

Данная книга посвящена радужной голографии. В главе I анализируются работы, посвященные записи голограмм или процессу восстановления изображения объектов с голограмм в квазимонохроматическом или белом свете. В главе II описываются основные принципы и свойства двухступенчатой радужной голографии с реальной щелью. В главе III рассматриваются теория, основные свойства радужной голографии с синтезированной щелью и принципы формирования щелевой функции. [c.5]

Голограмма сфокусированных изображений и радужная голограмма имеют много общего, в частности обе используются при регистрации изображающих линз и они могут быть восстановлены в белом свете. Поэтому мы остановимся кратко на основных схемах регистрации и свойствах голограммы сфокусированных изображений. [c.36]

Рассмотрим основные схемы регистрации и восстановления голограмм сфокусированных изображений и их основные свойства. [c.37]

Теоретическое обоснование этого замечательного свойства голограмм — передавать неискаженные изображения через неоднородные среды — опирается на теорему взаимности. Последняя вытекает из основного свойства функции Грина — перестановочности источника возмущения и точки наблюдения. В общем виде это свойство формулируется так пусть антенна Л, находящаяся в точке Oi, является излучателем, а антенна В, расположенная в точке Ог, — приемником. Пусть теперь излучает антенна В, создавая такое же поле, как в предыдущем случае, из точки О2. Тогда, согласно свойству перестановочности, у антенны А будет то же поле, что и у антенны В в первом случае, независимо от свойств среды и формы антенн. Важно, что справедливость этой теоремы не зависит от неоднородностей среды. [c.327]

Необходимо отметить, что интерференционная картина наблюдается в том случае, когда изменения, произошедшие с объектом, не приводят к очень сильному изменению структуры объектного поля, т. е. когда не нарушена полностью их корреляция. Интерференционное сравнение объектной волны, восстановленной с голограммы, может осуществляться также непосредственно с волной, рассеянной объектом. Одним из основных свойств голографической интерферометрии является то, что реализуется интерференционное сравнение световых волн, существовавших в различные моменты времени. [c.320]

Имя У. Кока уже известно советскому читателю по его книге Звуковые и световые волны . В своей новой книге Лазеры и голография У. Кок доходчиво и просто рассказывает об основных понятиях и проблемах когерентной оптики. Дифракция, когерентность и удивительные свойства голограмм в изложении Кока станут понятными даже неподготовленному читателю. Особенно заинтересует книга студентов младших курсов и старшеклассников. [c.4]

Основными трудностями создания систем голографического телевидения, как показано в гл. 5, являются согласование параметров современных вещательных телевизионных систем с параметрами передаваемых голограмм и разработка пространственного оптического модулятора, необходимого для воспроизводящего устройства системы голографического телевидения, работающей в реальном времени. Однако такие свойства голографического метода передачи изображения, как возможность передачи объемных и даже цветных изображений, высокая помехоустойчивость метода к нелинейным искажениям и шумам требуют решения этих задач. [c.274]

Перейдем теперь к рассмотрению частотного представления [5, 6). В этом случае процесс записи и восстановления трехмерной голограммы рассматривается в пространстве Фурье. Запишем волновые функции падающего на голограмму и восстановленного ею излучения в виде разложения но плоским волнам, а структуру голограммы представим в виде разложения по трехмерным гармоникам. Тогда процесс восстановления голограммы можно рассматривать как преобразование каждой плоской волны в компоненты восстановленной волны посредством отражения от соответствующих гармоник голограммы. Таким образом, основным элементом разложения структуры голограммы является пространственная гармоника. Рассмотрим свойства таких гармоник более подробно. [c.700]

Изобразительные трехмерные отражательные голограммы получают по схеме, которая в общих чертах совпадает с приведенной на рис. 1. Основным достоинством таких голограмм является то, что для их восстановления не требуется лазер благодаря селективным свойствам трехмерной записи эти голограммы могут быть восстановлены с помощью обычного источника со сплошным спектром — лампой накаливания, дуговой лампой и т. п. Это свойство трехмерных отражательных голограмм существенно упрощает решение технических вопросов, связанных с их экспозицией, а также дает гарантию безопасности для глаз наблюдателя (зрителя). [c.710]

Стабильность свойств готовых голограмм в настоящее время в основном определяется средствами их защиты от воздействия окружающей среды. [c.59]

Можно ожидать, что вскоре промышленность получит новый метод неразрушающего контроля поверхностей, основанный на использовании голограмм. Это применение голографии является частным случаем дифференциальной интерферометрии. Точно так же, как голограмма распознает записанные на ней объекты, она реагирует на малейшие изменения их оптических свойств. Обычно количественные показатели, характеризующие эти изменения, извлекаются из структуры и плотности интерференционных полос, образованных при наложении волн от самого предмета и волн от того же предмета, восстановленных с помощью голограммы. В перспективе это направление обеспечит бесконтактный контроль сложных необработанных поверхностей (их вибраций, деформаций, трещин и изменений отражательных свойств). Факторы, тормозящие разработку этого метода, носят в основном технический, а не принципиальный характер. Например, требуется обеспечить совершенное крепление и устойчивость оптических элементов, дающих интерференционную картину. [c.305]

Объемное изображение. Начиная разговор о голографии, мы по,сути дела выходим за пределы квантовой электроники. Голография — это отдельная ветвь оптики, чрезвычайно важная и интересная, имеющая самые разнообразные практические следствия. Мы рассказываем о ней только по одной причине голография — важнейшая сфера приложения квантовой электроники. Во всех современных способах получения голограмм лазерный луч играет основную роль. Самыми ценными свойствами луча следует считать здесь его когерентность и монохроматичность. [c.93]

Мы укажем на две основные особенности, которые отличают голограмму от фотографии. Фотографию обычно делают как бы в два этапа сначала получают негатив, на котором светлые участки сфотографированного предмета выглядят темными, а темные — светлыми, затем с негатива печатают позитив (обращенный негатив), на котором уже получается прямое изображение предмета. В голографии как негатив, так и позитив дают совершенно одинаковые трехмерные изображения предмета. Это свойство вытекает из аналогии между голограммами и зонными пластинками. Мы уже отмечали, что если в зонных пластинках и решетках темные пятна сделать светлыми, а светлые — темными, то изображение, восстановленное с помощью такой копии, не станет негативом, а останется позитивным и неотличимым от изображения, полученного с исходной зонной пластинки. Это и есть одно из основных отличий голографии от фотографии. [c.103]

Прежде чем приступить к анализу, напомним основное свойство голограммы Фурье [68]. Каждой точке пространственно-не-когерентного предмета соответствует на голограмме одна синусоидальная интерференционная решетка, характеризуемая определенной пространственной частотой и ориентацией. Различные решетки складываются по интенсивности, так как свет, распространяющийся от предмета, пространственно некогеренген. Таким образом на голограмме регистрируется пространственный фурье-образ распределения интенсивности по предмету. Именно отсутствие взаимной когерентности между различными точками предмета приводит к тому, что фурье-образы складываются на голограмме по интенсивности. [c.184]

Сформировавшись как наука, голография постепенно начинает входить и в нашу повседневную жизнь. Сфера ее возможных практических приложений leoбычaйнo широка, и в этом нет ничего удивительного ведь по существу голография — чрезвычайно универсальный метод отображения и познания окружающего мира, который может равным образом использоваться фактически во всех областях человеческой деятельности, начиная от лингвистики и кончая исследованием процессов в термоядерной плазме. Главного приложения у этого метода также нет, как нет его, скажем, у линзы, которая применяется как в микроскопах, так и киноаппаратах, телескопах, биноклях и других устройствах. При таком изобилии возможностей весьма сложно дать достаточно полный обзор практических приложений голографии, более целесообразно ограничиться описанием методов, которые лежат в их основе. Методы голографии наряду со свойствами голограммы и ее закономерностями являются третьим основным компонентом этой новой науки. [c.102]

Развитие голографии с записью на относительно большую глубину стимулируется в основном попытками осуществить идею американского исследователя ван Хирдена, который предложил использовать уникальные возможности трехмерной голографии для создания оптической памяти с чрезвычайно большой емкостью [61. По мнению ван Хирдена, сходство некоторых свойств голограммы и мозга подтверждает гипотезу английского физиолога Берля о том, что мозг хранит каждый бит информации не в одиночной пространственно-локализованной ячейке, а в виде одиночной пространственной гармоники возбуждения, заполняюш,ей весь объем мозга [31]. Такой способ хранения информации имеет ряд достоинств. Например, в этом случае повреждение одного или нескольких участков мозга не вызывает полного исчезновения какой-либо части записанной в нем информации. [c.713]

Особенностью книги Мирослава Милера является то, что она написана физиком, свободно ориентирующимся в основах изучаемого процесса и хорошо владеющим как теорией, так и практикой. Прочитав эту книгу, читатель, знакомый с основами физики, сможет понять явление интерференции света — основу голографии, механизм записи и реконструкции волнового поля, влияние записывающей среды и условий освещения на свойства голограммы, т. е. практически все основные особенности данного метода. В книге приведены также сведения о методике проведения голо-графического эксперимента и об основной аппаратуре, рассмотрены наиболее существенные области практических приложений голографии. [c.5]

Однако, рассматривая современное состояние голографии, удобно классифицировать ее приложения по используемым свойствам голограмм, а не по видам излучений, применяемым для их получения. Предлагаемая классификация применений голографии (см. таблицу) не претендует на универсальность, но позволяет привести в систему свыше 100 работ, вышедших в основном после опубликования монографии Строука. Был использован также ряд более ранних работ, поскольку в книге Строука вопросы применения описаны очень бегло. Следуя этому принципу, можно выделить десять основных направлений, которые и будут рассмотрены ниже. [c.302]

Задание. 1. Изучить основные принципы голографии, типы голограмм, схемы записи и восстановления, свойства голограмм, применяемые в голографии источники света и светочувствительные материалы. Изучить механизм записи голограммы на фо-тотермопластическом носителе. 2. Собрать и отъюстировать на голографической установке типа МГУ-1 следующие схемы для получения голограмм схему Габора (рис. П.14,а), двухлучевую схему Лейта Упатниекса (рис. П.15,а) и схему записи Фурье-голограммы (рис. П.16). Для обеспечения оптимальных условий записи голограммы подобрать необходимое соотношение интенсивностей объектного и опорного пучков. Учитывая, что регистрация голограмм производится на фотопластическом носителе (ФТПН), установить в оптической схеме угол между [c.523]

Термин голограмма впервые использовал в своих работах Габор. Для голограммного процесса, конечно, можно придумать много названий, например голограмметрия. Джордж Строук, пионер исследований в этой области, предложил термин голография. Этот термин и стал общепринятым. Читатель получит общее представление о голографии из первой главы, где дано описание голограммного процесса в двух простых формах. Далее он познакомится с некоторыми основными понятиями волнового движения — когерентностью, дифракцией, интерференцией, а также устройством и работой лазеров. И наконец, собственно голограммы и их основные свойства рассматриваются в последней главе. [c.8]

Как заметил Рэлей, концентрацию волпобой энергии в области тени можно значительно увеличить с помощью доиолнительпых колец, расположенных вокруг диска и блокирующих распространение энергии волн в другие области, или зоны. Диск с дополнительными кольцами представляет собой зонную пластинку, которая часто используется как фокусирующая система некоторых форм волновой энергии. В следующей главе мы увидим, что оптические зонные пластинки очень похожи на голограммы и их можно получить путем фотографической записи интерференционной картины сферических волн и набора плоских волн (опорный пучок). Знакомство с основными свойствами зонных пластинок поможет нам лучше понять как способы изготовления голограмм, так и наиболее существенные их свойства. [c.81]

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]

Эхо-голограмма. Для того чтобы зарегистрировать на Г. нестационарные поля и процессы, необходимо использовать резонансную среду, у к-рой длина волны Л линии поглощения (с нижнего основного состояния) совпадает с X излучения, экспонирующего Г. [.3]. Такие Г., объединяющие свойства голографии и фотонного эха, наз. эхо-Г. Метод их записи сводится к следующему в исходный момент =0 иа резонансную среду направляется импульс объектной волны /о, к-рый переводит часть атомов среды из основного состояния с энергией в верхнее возбуждённое состояние (рис. 3). В состоянии Sq фаза колебаний атомов в течение нек-рого времени, наз. временем поперечной ре.таксации, остаётся такой же, что и фаза объектной волны при ( = 0. Опорная волна подаётся в виде импульса Iв момент времени t x. Этот импульс обращает на 180° фазы колебаний всех атомов среды, после чего колебания начинают развиваться в обратном направлении. В результате по прошествии времени 2т среда испустит импульс эха 7 , Волновой фроит этого импульса совпадает с фронтом объектной волны. чибо обращён (см. Обращение волнового фронта) в зависимости от того, в какой последовательности иа среду воздействуют импульсы Ig и 7/J. В случае эхо-Г. пространств, па- [c.503]

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]

В шестой главе рассмотрены методы синтеза голограмм для визуализации информации — одного из основных применений синтезированных голограмм. Описаны методы синтеза композиционных стереоголограмм, голограмм с программируемым диффузором, имитирующих диффузные свойства поверхностей отображаемых объектов, голограмм Френеля, фокусирующихся на различных планах по глубине объектов. Рассматривается также возможность изготовления гибридных голограмм, восстанавливаемых в естественном освещении. [c.5]

Основное достоинство голографии, связанное с полной регисорацней амплитудно-фазового распределения в рассеянной предметом волне, естественно, сохраняется при голографической регистрации сфокусированных изображений, и, кроме того, полученные подобным методом голограммы приобретают ряд новых интересных свойств. [c.8]

С энтузиазмом мы стремились найти новые средства улучшения качества изображения [24—26]. Мы заключили, что проблема сопряженного изображения является в основном надуманной и ее решение связано с модуляцией несущей пространственной частоты голографическим сигналом. Такую задачу можно было решить, введя отдельную когерентную фоновую волну, которую мы назвали опорным пучком. Он должен был падать на фотопластинку под некоторым ненулевым углом относительно направления распространения объектной волны. В результате на картину дифракции Френеля габо-ровского голографического процесса накладывалась тонкая картина полос. Фотография наложения этих двух пучков представляет собой голограмму с несущей частотой, или внеосевую голограмму с тонкой интерференционной структурой. Такая голограмма выглядит как дифракционная решетка и имеет все ее свойства. [c.18]

Преобразование Френеля тесно связано с преобразованием Фурье. Разложением ядра преобразования Френеля можно показать, что функции (x)exp(—/nsA V ) и f y) exp jnsy lX) связаны друг с другом преобразованием Фурье. Наоборот, если f y) и g(x) — пары преобразования Фурье, то можно показать, что пара g (х) ехр(/язл /Х) и /(г/) ехр(—jnsy lK) связана преобразованием Френеля. В этих выражениях умножение на квадратичный фазовый множитель аналогично виду преобразования, осуществляемого тонкой линзой над комплексной амплитудой падающего на нее светового поля [14, гл. 5]. То, что распространение электромагнитного поля между линзами можно описать, с помощью преобразования Френеля (или свертки с фазовым множителем), позволяет изучать свойства когерентных оптических процессоров, в которых основными операциями являются умножение и свертка [7], на основе алгебраических соотношений. Преобразование Френеля применяется также при исследовании голограмм Френеля и анализе систем воспроизведения с апертурами, кодированными зонной пластинкой. [c.34]

Цель этой главы состоит в том, чтобы дать основные представления о соотношениях между различными типами голограмм. Это необходимо сделать, поскольку голограммы, отличающиеся всего лишь одним параметром, могут иметь совершенно различные свойства. Например, две голограммы одного и того же объекта, записанные на один и тот же материал при использовании света от одного и того же источника, идентично обработанные и одинаково освещ,аемые при восстановлении, дают изображения, имеюш,ие разное поле зрения и разрешение, если опорная волна в одном случае исходила из удаленной от объекта точки, а в другом — из точки, расположенной вблизи объекта. [c.139]

Однако рассмотренные выше свойства трехмерной голограммы, позволяющие моделировать некоторые функции головного мозга, пока не нашли практического применения в основном из-за отсутствия светочувствительного материала, обладающего необходимыми качествами. Первоначально глубокие трехмерные голограммы пытались регистрировать на щелочно-галогенидиых кристаллах [6, 33], а затем на кристаллах ниобата лития [341. Однако следует заметить, что в том и другом случае запись не фиксируется, поэтому при считывании голограммы записанная на ней информация быстро стирается под действием считывающего излучения. [c.715]

Глава IV посвящена особенностям плоской голограммы пропускающих объектов. Эта глава в основном написана на основе исследований автора, проведенных в последние годы [29—31]. Теоретически и экспериментально показано, что при выполнении определенных условий голограммы пропускающих объектов, записанные по внеосевой схеме, обладают способностью восстанавливать кроме известных мнимого и действительного изображений объекта ещё ряд дополнительных изображений [29]. При освещении этих голограмм белым светом восстанавливаются изображения объекта в радужном цвете. Эти свойства особенно ярко проявляются у голограмм регулярных плоских транспарантов (эффект Талбота в голографии) и в голографической интерферометрии прозрачных объектов [30—31]. [c.5]

Основная количественная характеристика, определяемая при теоретическом рассмотрении дифракции на объемной решетке (5.1),—это максимальная интенсивность продифрагировавшего пучка, т. е. фактически дифракционная эффективность решетки т]. Очень важно также знать условия брэгговской дифракции, при которой достигается этот максимум,и провести анализ влияния отклонения параметров считывающего светового пучка (его угла падения и длины волны) от их брэгговских значений (5.2) на интенсивность дифракции, т. е. анализ селективных свойств объемной голограммы. При рассмотрении этих и аналогичных проблем в настоящее время широко используются два основных подхода, а именно описание процесса дифракции в кинематическом и динамическом приближениях. [c.77]

Свойства и получение лазерных голограмм, дающих трехмерные изображения, обсуждались подробно в ряде обзоров [3, 11, 13, 16—18]. Отметим здесь два основных преимущества голографических изображений перед обычными фотографическими 1) при голографировании предмета не надо фокусировать лучи, следовательно, нет опасности получить размытое изображение из-за недостаточной фокусировк 2) голограмма регистрирз ет весь предмет одинаково четко по всей глубине. Этого нельзя добиться никакими фотографическими ухищрениями. Кроме того, преимуществом голографии является и то обстоятельство, что нелинейность фоторегистрации не влияет на качество передачи тонов. Даже используя для записи голограммы самую контрастную эмульсию, можно восстановить тоновое изображение. [c.307]

Рассмотрим более подробно процедзфу пол) ения цифровой голограммы. Сделаем это на примере голограммы Фурье, принцип регистрации которой был рассмотрен в параграфе 3.5.2. Как и всякие другие цифровые модели, цифровые модели голограмм воспроизводят процесс лишь приближенно, однако наиболее суш ественные свойства, нодлежатцие исследованию, представляются четко выделенными, в явном виде, что часто нельзя сделать в реальном процессе. Одно из основных приближений связано с переходом от непрерывных величин к дискретным, с которыми работает ЭВМ. Этот переход, уменьшая точность результатов, в то же время не вносит принципиальных изменений в процесс, так как с уменьшением шага дискретизации модель все более приближается к непрерывной. Степень такого приближения ограничена лишь возможностями ЭВМ. Кроме того, есть разумный предел плотности дискретизации, определяемый разрешаюш ей способностью оптических элементов и фотоматериалов, участвуюш их в голографическом процессе. Этот предел для функций с ограниченным спектром определяется известной специалистам теоремой Котельникова, из которой следует, что если функция имеет спектр, ограниченный частотой fQ, то она может быть представлена с большой [c.183]

Для более детального обоснования изложенных концепций голо-графического механизма хранения, передачи и восстановления морфогенетической информации необходимо дать ответы на ряд вопросов, касающихся природы и свойств гипотетических голограмм, в которых может храниться информация, необходимая и достаточная для осуществления изоморфизма организм — геном . В основном эти вопросы сводятся к следующим [c.79]

Было предложено несколько способов уменьшения количества информации, содержащейся в голограмме, причем без потери основных наиболее интересных свойств последней. Однако технические возможности пока не позволяют решить эту трудную задачу. Телеэкраны в США имеют приблизительно 500 линий по вертикали и 500 точек по горизонтали (то есть в каждой линии). Таким образом, телевизионное изображение формирует 250 000 точек. Голограмма размером 200X200 мм, имеющая 1500 линий на миллиметр, содержала бы 300 000 линий по вертикали и 300 000 точек по горизонтали, то есть она содержала бы 90 миллиардов информационных точек. Следовательно, количество информации, заключенное в голограмме размером 200x200 мм, в 360 000 раз превышает количество информации (здесь число точек), содержащейся на телеэкране. Если бы удалось уменьшить во столько раз количество информации, заключенное в голограмме, то это было бы поистине замечательным достижением. [c.120]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...