Голографическая запись волновых фронтов

Голографическая запись волновых фронтов [c.21]

К числу схем, в которых используется прямая голо-графическая запись волновых фронтов, относится и схема голографического микроскопа, приведенная на рис. 32. Объект помещается в расходящийся лазерный пучок. [c.82]

Оптическая голограмма одновременно выполняет три функции функцию измерения и регистрации амплитуды и фазы волнового фронта (запись информации), функцию хранения результатов этого измерения (хранение информации) и функцию реконструкции волнового поля (воспроизведение информации). Это сочетание оказалось замечательно удачным в изобразительной голографии и в некоторых других примеиениях, например в голографической интерферометрии. [c.3]

Следует заметить, что разделение голографии как направления на отдельные ее составные части еще не установилось в литературе, и разные авторы книг и составители сборников по голографии по-разному осуществляют разбивку материала по главам. Тем не менее большинство авторов приводит следующие разделы голографии теоретические основы голографии как метода записи и восстановления волнового фронта, типизация голограмм и схем голографирования, особенности записи голограмм, техника и аппаратура голографирования, использование голографических методов в различных областях науки и техники. Некоторые части этих разделов выросли в последнее время в самостоятельные научные направления к ним относятся запись в трехмерных средах, динамическая голография и обращение волновых фронтов, голографическая интерферометрия и некоторые другие. [c.6]

Точное формирование изображения без аберраций, изменения размеров или искажения требует выполнения двух условий. Первое условие состоит в том, чтобы при записи и восстановлении голограммы используемый свет имел одну и ту же длину волны. Второе условие — направление распространения и форма волнового фронта, падающего на голограмму при восстановлении,— должно либо точно соответствовать опорному пучку, использованному при записи, либо его комплексному сопряжению. Комплексно-сопряженным называют такой волновой фронт, который имеет одинаковую форму с исходным, но распространяется в противоположном направлении. На рис. 1 иллюстрируются эти случаи простой схемы записи, формирования мнимого изображения и формирования сопряженного (действительного) изображения. Следует заметить, что относительно голографической пластинки положения точек фокусировки опорного пучка на рис. 1, а и восстанавливающих пучков на рис. 1, б и б остаются одними и теми же. Если голограмма записана в тонком слое эмульсии, то кроме рассмотренных возможны и другие схемы восстановления, которые обеспечат формирование неискаженного изображения. Чтобы найти соответствующие геометрические конфигурации, рассмотрим запись голограммы по схеме рис. 2, а в случае, когда волновые фронты, создаваемые падающими на нее сигналом и опорной волной, записываются в виде [c.242]

ГОЭ можно рассматривать как запись оптической интерференционной картины, такой, что в каждой точке регистрирующего материала поверхность интерференционных полос является зеркальной и отражает входной луч в выходной. Такой подход справедлив только для частной пары сопряженных волн, для которых рассчитывается ГОЭ. Подход полезен тем, что позволяет найти поверхностную решетку, которая действительно определяет геометрию формирования изображения голографическими элементами. Эта поверхностная решетка представляет собой геометрическое место точек, в которых пересекаются зеркальные интерференционные плоскости с поверхностью материала, на котором записывается голограмма. Чтобы быть точными, это поверхность регистрирующего материала, из которой выходят преобразованные или дифрагированные волны. Поверхностная решетка плоской и объемной голограмм полностью определяет изображающую геометрию, т. е. положение изображения, аберрации, увеличение и т. п., какой бы волновой фронт ни преобразовывался ГОЭ. (К счастью, на эффективность ГОЭ, т. е. на амплитуду преобразованного волнового фронта, оказывают влияние другие факторы.) [c.635]

Выполнение условия Брэгга—Вульфа для плоскостей Липпмана приводит к избирательности голограммы по отношению к длине волны света, с помощью которого осуществляется восстановление изображения объекта. В действительности при условии постоянства межплоскостного расстояния d, как видно из условия Липпмана— Брэгга—Вульфа, восстановление волнового фронта произойдет только в том случае, если оно осуществляется при той же длине волны, при которой производилась голографическая запись на фотопластинку. Этот факт позволил Ю. Н. Денисюку в качестве источника, восстанавливающего изображение света, пользоваться источником сплошного спектра (светом от солнца и даже от карманного фонарика). В данном случае голограмма из спектра с разными длинами волн выбирает нужную ей одну длину, в которой именно производилась запись, — голограмма действует подобно интерфе-pei/ционному фильтру. [c.219]

В голографии спеклы могут присутствовать в любом из двух процессов при формировании голограммы и восстановлении волнового фронта. Если голографируемый объект является рассеивающим, то объектный волновой фронт оказывается зернистым. Таким образом, даже безупречная запись и обработка приводят к пятнистому изображению. Если же объект имеет лишь слабые, крупномасштабные изменения фазы, то такой объект мы называем зеркальным . В идеальном случае зеркальный объект не приводит вообще к спеклам. В действительности даже в этом случае несовершенства, такие, как рельеф эмульсии и нелинейности, могут привести к слабым спеклам. Однако главной проблемой в получении голографических изображений зеркальных объектов является когерентный шум , подобный затухающим ореолам на краях линий или царапинам и концентрическим кругам, вызываемым точечными дефектами голограмм. Диффузное освещение сводит на нет эти дефекты, но вместо них дает нам спеклы. Бадхирайя и Сом [1] показали, что существует непрерывный переход между зеркальным и диффузным пучками и что, когда это возможно, компромиссное решение может дать положительный эффект. [c.405]

Любой классический интерферометр, который был разработан для измерения изменений длины оптического пути как на пропускание, так и на отражение от высококачественных оптических элементов, имеет соответствующий голографический аналог. Классические интерферометры характеризуются не столько устройством оптических элементов, сколько тем (так как это устройство может сильно меняться в зависимости от конкретного применения), являются ли интерферометрически сравниваемые волновые фронты почти плоскими или сферическими с относительно небольшими фазовыми отклонениями от идеального волнового фронта. Вследствие этого оптические элементы, используемые в составе классического интерферометра, должны изготавливаться с высокой степенью точности, чтобы не вносить паразитных полос в результирующую интерференционную картину. Наоборот, голография, позволяет восстанавливать волновые фронты с произвольным изменением фазы поперек волнового фронта, что открывает возможности применения в интерферометрии элементов с более низким оптическим качеством. Голографическая интерферометрическая система может быть выполнена на рассеивающих элементах, которые вообще нельзя использовать в классических методах. Поскольку в классических интерферометрах производится сравнение волновых фронтов, а не их запись, то такие приборы работают в реальном времени, что требует от оптических элементов интерферометра высокой стабильности и до некоторой степени столь же высокой стабильности изучаемого явления. С другой стороны, в голографическом интерферометре сравниваемые волновые фронты запоминаются, так что экспериментатору доступно еще одно измерение, а именно во времени. Наличие временной переменной является весьма существенной частью голографической интерферометрии, что привело к многочисленным новым ее применениям, играющим важную роль особенно в области изучения вибраций. [c.504]

В предыдущем разделе отмечалось, что голографирование объектов представляет собой полезное дополнение к фотограмметрии, и фотограмметрические методы определения координат точек можно применять для получения количественной информации на основании мнимого изображения объекта. Если объект либо слишком мал, либо слишком велик, чтобы можно было с достаточной степенью точности получить его контурную карту, то приходится прибегать к некоторому пересчету, который позволил бы сделать задачу удобной для извлечения информации, В частности, при больших размерах объекта его невозможно осветить когерентным светом, и необходимо производить некоторую промежуточную регистрацию данных. Эту промежуточную запись можно преобразовать в мнимое голографическое изображение, содержащее (с определенной субъективной точки наблюдения) информацию о рельефе поверхности объекта. В последние несколько лет был предложен ряд методов синтезирования трехмерных мнимых изображений, восстановленных с голограмм, на которых записаны изображения набора двумерных фотографий объекта. Такие голограммы можно отнести к классу составных. Кольер и др. [2] определили составную голограмму как совокупность небольших голограмм, расположенных в одной плоскости, причем каждая из них находится близко к соседней или перекрывается с ней. Волновые фронты, записанные на отдельных голограммах, не обязательно являются непрерывными или когерентными друг с другом. Однако при освещении восстанавливающим пучком одновременно всей такой голограммы, волновые фронты, записанные на отдельных небольших голограммах, взаимодействуют и образуют изображение, которое субъективно воспринимается как трехмерное. Варнер [101 дал хороший обзор этих методов. Дополнительную информацию по составным голограммам можно найти в 5.5. Как правило, эти методы были предложены в качестве новых средств записи и наблюдения стереоизображений или же как методы уменьшения информационной емкости, для того чтобы можно было передавать голограмму трехмерного изображения по электрическим каналам связи. Исключением являются голографические стереомодели, которые предназначаются для последующей обработки и синтезируются с выполнением определенных требований. [c.684]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...