Процесс получения голограммы

Как известно, информация об объекте фиксируется на голограмме в виде совокупности интерференционных полос, причем расстояние между соседними полосами имеет порядок длины волны света, используемого в процессе получения голограммы. Следовательно, максимально возможная плотность записи информации обратно пропорциональна квадрату длины волны света с коэффициентом пропорциональности порядка единицы. Например, если для записи информации используется излучение гелий-неонового лазера (с длиной волны равной 0,6.3 мкм =, = 0,63- 1() см), то на I см голограммы можно записать до 3- К)" бит (бит — это двоичная единица информации, принимающая значения 0 или I). При этом, естественно, предполагается, что регистрирующая среда, на которой записывается голографическое поле, обладает разрешающей способностью, превышающей 2000 линий/мм. Такие вещества, как указывалось ранее, существуют и широко используются в голографии. [c.96]

S (рис. 18, а). На этом процесс получения голограммы и заканчивался. Однако в этом, на первый взгляд слишком простом, эксперименте есть одна существенная тонкость. Когда источник S очень мал и монохроматичен, обнаруживается, 50 [c.50]

Процесс получения голограммы по любой схеме, в сущности, представляет собой интерференционный эксперимент, а аппаратура — интерферометр. Это определяет технические требования к условиям работы и к элементам голографических установок для работы с непрерывными и импульсными лазерами. [c.86]

При воспроизведении голографического изображения в случае изменения направления восстанавливающих лучей света на противоположное 4 по сравнению с процессом получения голограмм происходит обратное преобразование Фурье. Воспроизводимое изобра- [c.131]

При соблюдении условия (11.155) можно в первом приближении пренебречь интенсивностью шумовых плоских волн, т. е. волн света, которые возникают (при падении на голограмму восстанавливающей волны) в направлениях, отсутствовавших в процессе получения голограммы. [c.215]

Следует отметить две особенности этого уравнения. Во-пер-вых, коснемся роли коэффициента контрастности у. В отличие от требований, возникающих при осуществлении аналогичных процессов, ни точная величина у, ни ее знак не влияют на процесс получения голограммы. Например, если изготовить контрастный отпечаток с голограммы и этим изменить знак у на обратный. То это приведет к изменению фазы переменной составляющей пропускания на 180°. Небольшое изменение абсолютной величины коэффициента контрастности у приведет к усилению или ослаблению амплитуды этой переменной составляющей. [c.131]

Голографические системы позволяют получать исключительно высокие коэффициенты увеличения. Основной прием — это использование в процессе восстановления излучения с длиной волны, большей, чем длина волны излучения, применяемого в процессе получения голограммы. Подсчитаем коэффициент увеличения. Пусть предмет имеет вид двух точечных отверстий в непрозрачной пластинке, отстоящих друг от друга на расстоянии 26. Согласно принципу Гюйгенса, каждое отверстие можно считать точечным сферическим излучателем. Тогда амплитуда волны на фотопластинке имеет вид [c.135]

Микроструктура поверхности объекта контроля не должна существенно меняться в процессе получения голограммы. Допустимые изменения микрорельефа поверхности составляют доли микрометра. Это, в частности, затрудняет контроль изделий, поверхность которых в процессе испытаний может подвергаться структурным изменениям (появление усталостных микротрещин и т.д.), а также контроль методом сравнения с эталоном. Вместе с тем это дает возможность создания высокочувствительных систем регистрации таких изменений, основанных на анализе степени размазывания (размытия) голографического изображения объекта, подвергаемого, например, циклическому нагружению. Существующие методы и устройства позволяют учесть эти ограничения и эффективно применять голографические методы испытаний. [c.511]

Процесс получения голограммы и последующего восстановления волнового фронта связан с необходимостью использования источников излучения. В качестве таких источников чаще всего применяются лазеры, излучение которых характеризуется высокой пространственной и временной когерентностью. Однако в большинстве случаев сечение лазерного пучка имеет незначительные размеры. Поэтому для получения нужного диаметра сечения лазерного пучка применяют оптические системы. [c.328]

В главе I, рассматривая процесс получения голограмм, мы пользовались такими довольно расплывчатыми понятиями, как пучок света, отклоненный вверх и пучок света, отклоненный вниз . Поскольку явление дифракции занимает в голографии очень важное место, постараемся изучить его подробнее и дать ему более строгое определение. [c.59]

Если бы в процессе получения голограммы (рис. 65) мы убрали пучок В, то в итоге получили бы обыкновенную фотографию, то есть изображения предметов находились бы в одной плоскости. Для голограммного процесса, как мы уже говорили, изображения этих предметов оказываются пространственно разделенными. [c.108]

Для пояснения этого наиболее простого описания процессов получения и восстановления голограммы рассмотрим, что получается при освещении фотопластинки точечным источником, если одновременно фотопластинка освещается плоской опорной [c.358]

Процесс получения интерференционной картины в оптике непосредственно связан с понятием голограммы, ибо голО рамма является интерференционной картиной, которая зафиксирована в среде, чувствительной к свету. [c.12]

Обычно интерференционная структура, зарегистрированная на том или ином светочувствительном материале, сохраняется долго. Такие долгоживущие голограммы, у которых процесс получения отделен во времени от процесса восстановления, называются стационарными голограммами. [c.22]

Итак, мы рассмотрели процесс формирования голограммы Френеля, спектр пространственных частот н условия получения сфокусированных изображений объекта. [c.34]

Голография получила широкое распространение как метод регистрации и восстановления, а также обращения волнового фронта, рассеиваемого произвольным предметом. В голографии естественным образом реализуется уникальная возможность создания оптических копий предметов - (Армирования их трехмерных изображений. Эта возможность, активно используемая в разнообразных приложениях голографии, связана, однако, с необходимостью вьшолнения комплекса серьезных требований к условиям получения голограмм и восстановления волновых фронтов. Речь идет о когерентности источников излучения, механической стабильности элементов, режиме регистрации и т.д. Позтому естественным является поиск новых разновидностей голографии, а также родственных методов, позволяющих обеспечить реализацию процессов регистрации и воспроизведения оптической информации в необычных для традиционной голографии условиях. [c.5]

Если часть освещающей объект волны фокусируется на нем, то потребность в зеркале на объекте или вблизи него отпадает [8]. В этом случае можно записать квази-фурье-голограмму с протяженным опорным источником, расположенным в плоскости объекта, та. Тогда распределение комплексных амплитуд в восстановленном изображении определяется сверткой распределений комплексных амплитуд на объекте и в опорном источнике. Обычно разрешение в восстановленном изображении ограничивается размерами сфокусированного пятна, которое играет роль опорного источника. Полученную голограмму можно использовать для компенсации фазовых искажений, вносимых турбулентной средой, а также движением объекта [4]. При желании в процессе записи можно объединить данную голограмму и голограмму с локальным пучком. В этом случае изображение сфокусированного пятна должно находиться в центре апертуры ирисовой диафрагмы (см. рис. 1). Сфокусированное пятно [c.239]

Временная и пространственная когерентность лазерного источника, используемого для записи голограммы и восстановления с нее изображения, определяет не только свойства полученной голограммы, но также то, насколько сложной будет конфигурация оптической системы, применяемой для записи голограммы. Временная когерентность связана с конечной шириной полосы частот излучения источника, а пространственная когерентность — с его конечной протяженностью в пространстве. В газовом лазере временная когерентность определяется временными (или продольными) и пространственными (или поперечными) модами лазерного резонатора. Самая высокая степень как пространственной, так и временной когерентности получается в режиме одномодовой генерации. В 2.3 приведены точные математические определения временной и пространственной когерентности источников света и их влияние на процессы записи голограмм и восстановления с них изображения. [c.287]

Объемное голографическое изображение имеет некоторые общие свойства с многоракурсным стереоскопическим изображением, также передающим большое число ракурсов. В связи с этим возможен перевод многоракурсного стереоскопического изображения в голографическое. Такой процесс оказывается весьма важным для получения голограмм объектов, освещенных обычным некогерентным светом, например солнечным. Если объекты очень велики по своим размерам, такой способ получения их голограмм оказывается практически единственно возможным. [c.6]

В настоящее время существуют различные модификации схемы записи одноступенчатой радужной голограммы. Рассмотрим одноступенчатый процесс получения радужных голограмм Чена [7, 8]. Оптическая система одноступенчатой голографической записи подобна традиционной системе внеосевой голо-графической записи за исключением того, что линза, дающая изображение, и узкая щель помещаются между регистрирующей пластиной и объектом, как показано на рис. 2.3. и 2.4. [c.45]

Длительность процесса регистрации тем меньше, чем больше мощность светового излучения, падающего на регистрирующую среду. Для получения голограммы предмета заданных размеров требуется соответствующая мощность излучения. Так, например, для предметов размером порядка 1 дм при использовании обычных фотографических материалов, применяемых в голографии, и времени экспонирования от единиц до десятков секунд мощность излучения должна быть от единиц до десятков милливатт. В случае, если тот же источник будет использован для регистрации голограмм предметов большего размера, трудно обеспечить достаточную механическую стабильность, так как время экспонирования увеличится до десятков минут. Поэтому необходимо, насколько это возможно, сократить время экспонирования. Для этого необходимо прежде всего увеличить мощность источника. Требуемая мощность определяет выбор соответствующего лазера. При этом может быть использован либо лазер непрерывного действия, либо импульсный лазер. [c.121]

Перейдем от полученной выше системы уравнений (4.9) к основному уравнению, описывающему процесс записи голограммы, а именно временную эволюцию амплитуды решетки поля s -Из третьего и четвертого уравнений системы (4.9) получаем следующее соотношение для глубины модуляции электронов в зоне проводимости [c.52]

Еще в 1948 г. Габор [11 —13, 24] подчеркивал возможность достижения удивительно большого увеличения (свыше одного миллиона) в результате двухступенчатого голографического процесса получения изображения с переходом от рентгеновских лучей длиной волны 1 А к лазерному свету длиной волны 6328 А, используемому при восстановлении изображения предмета. Однако некоторые [25] расценивали это как пустое увеличение голограммы, которое даст разрешение всего около 5000— [c.29]

Если при регистрации или восстановлении используются протяженные источники, то разрешение по изображению уменьшается, в результате чего изображение точечного предмета размывается подобно тому, как это описано в гл. 3. Согласно выражению (17) гл. 3, потери разрешения вызываются тем, что при получении голограммы осуществляется интегральная операция свертки предмета с источником. Изображение точечного предмета размывается до размеров источника этот процесс более подробно будет рассмотрен ниже. До недавнего времени считалось, что использование протяженных источников вместо точечных приводит к безвозвратной потери разрешения. В рентгеновской голографии такие потери были бы особенно велики, так как источники размером менее 00 А отсутствуют, а предельное разрешение определяется длиной волны, равной 1 А. [c.152]

Процесс получения голограммы на фотопластинке можно представить как запоминание некоторого количества информации в регистрирующей среде, а гщоцесс восстановления — как считывание этой информации. 11о.)-тому часто говорят об информационной емкости голограммы, понимая под. чтим максимальное количество информации, которое может храниться на данной голограмме. Эта величина будет тем больще, чем с большей плотностью информация записывается на носитель с регистрирующей средой и чем больше размеры самой oлoгpaммы. [c.96]

Обычно при анализе процессов получения голограмм предполагается, что пропускание голограммы и экспозиция связаны линейно. Для того чтобы зта связь обеспечивалась на практике, приходится уменьшать вид-ность интерференционной картины с тем, чтобы пределы изменения зкспозиции не выходили за границы линейного участка характеристической кривой. С этой целью интенсивность опорного пучка выбирается в нес-кольно раз больше (обычно 4-5-5) интенсивности предметного пучка [93-94]. Известно, однако, что уменьшение видности интерференционных полос ограничивает дифракционную эффективность, максимальное значение которой достигается при равенстве интенсивностей интерферирующих пучков. Таким образом, при получении голограмм известных типов имеет место хорошо известный компромисс между увеличением дифракционной эффективности и уменьшением нелинейных эффектов, приводящих к появлению шумов. [c.26]

Переход к импульсной лазерной технике упростит процесс получения голограмм за счет устранения громоздких антивибрационных устройств и, кроме того, расширит круг голографируемых объектов. [c.274]

Рассмотрение математических зависимостей, описывающих процесс получения голограммы и восстановления по ней изображения, показывает наличие некоторых особенностей, на которые следует обратить внимание. Пусть имеется когерентная монохроматическая волна с комплексной амплитудой U, падающая на фотопластинку и= А ехр (/ ф), ехр (i ф) = sin (p+j (EX здесь А и ф - действительные величины - амплитуда и фаза колебаний. Амплитуду t/можно разложить на опорнзгю волну (фоновую) Uq=A осхр О Ф) [c.46]

Рассмотренный нами голографический эксперимент и по настоящее время остается тонким физическим опытом, требующим уникального оборудования и большого мастерства экспериментаторов, - слишком много факторов влияют на ход процесса получения голограммы и в конечном счете на ее качество. Поэтому почти сразу же эа первыми работами по оптической голографии появились работы, в которых были сделаны попытки применить вычислительную технику для моделирования этого явления. Вначале это были попыгки повторения на цифровых моделях оптических установок, а затем поставлены задачи визуализации информации с помощью синте зированных на ЭВМ голограмм. В настоящее время цифровая гологра фия - это сложившееся научное направление исследований, оно зани мается вопросами анализа и синтеза волновых полей, а также модели рованием их взаимодействия средствами вычислительной техники, Первые работы по цифровой голографии появились в середине 60-х годов, к ним можно отнести работы А. Ломана и Т. Ли в США, а также [c.69]

Практичтеки использованное оборудование и материалы позволяли получить разрешающую способность около 300 линий на миллиметр при контрастности 0,5. Для восстановления использовали универсальную голографическу установку, приспособленную для решения основных задач голографического процесса получение голограмм транспарантов, восстановление изображений, оптическая простанственная фильтрация, исследование искажений, вызываемых оптико-механическими погрешностями, и пр. Особенность установки - наличие дополнительной плоскости со спектром Фурье исходного изображения. Это давало возможность, в частности, разделить амплитудную и амплитудно-фазовую фильтрацию. Наличие амплитудного фильтра позволяет убрать постоянную составляющую и в значительной степени ослабить влияние спектра апертуры. [c.102]

Голографический опыт является тонким физическим экспериментом, требующим уникального оборудования и большого мастерства от экспериментаторов — слишком много факторов влияют на ход процесса получения голограммы и в конечном счете на ее качество. Тут и неравномерность лучистого потока лазеров, фазовые неоднородности деталей оптической системы, дефекты фотослоя, а также вибрации установки. Все это приводит к снижению разрешающей способности голограммы. Безвозвратно теряется часть информации и надежда на получение высококачественного восстановленного изображения. В то же время практика научных исследований показывает, что в тех случаях, когда сложность и взаимосвязь физических процессов не позволяют в чистом виде анализировать протекание одного из них, можно с успехом использовать математическое моделирование, при котором за счет разумного абстрагирования от несуществующих факторов удается выделить нужный процесс и проследить его ход. Такое математическое моделирование физической голограммы обеспечивает цифровая го дография. [c.110]

Когда этот процесс получения голограмм был впервые ойисан в печати, высказывались предположения, что лин- [c.107]

Объектным лучом в процессе тадуирс1вки служит световое пятно, создаваемое ла зером на диффу зно-отра-жающей поверхности объекта. Смена изображения кода в опорном луче сопровождается. эталонным нагружением или перемещением объекта на один шаг квантования зоны измерения, при. этом каждому изображению кода при получении голограммы соответствует своя картина щероховатости в пределах светового пятна. При восстановлении волновых фронтов (в процессе измерения) в качестве восстанавливающе10 источника используют те же картины шероховатости на поверхности контролируемого объекта, что и в процессе градуировки. [c.94]

Метод опознавания образов, основанный на яспользова-нии согласованного голографического фильтра, был предложен в работе (35). Принципиальная схема этого метода приведена на рис. 43. Процесс получения фильтра сводится к тому, что на голограмме Я с помощью референтного источ-108 [c.108]

Характерная особенность процесса получения спеклограммы, как когерентной микроструктуры, обладающей изображающими свойствами, роднящими ее с голограммой, состоит в отсутствии специально формирую щей опорной волны. Эта особенность определила возможность регистра ции спеклограмм в условиях, когда объект во время зкспозиции испы тывает смещения или вибрации, которые при попытках регистрации обыч ных голограмм неизбежно приводят к стиранию (усреднению) простран ственной несущей. [c.94]

В результате обеспечивается заметный (в 3 -г S раз для газовых лазеров и на порядок для импульсных) знергетический выигрыш становится возможным использование для получения голограмм и спеклограмм практа-чески любого лазера процесс регистрации оказывается нечувствительным к изменению режима генерации. [c.215]

Первая ступень получения голограммы — это фотографическая запись интерференционной картины, образованной объектной волной в зоне дифракции Френеля и опорной волной. Вторая ступень — восстановление записанного на голограмме изображения объекта путем освещения голограммы репликой опорной волны. Восстановленное таким образом изображение обладает трехмерными свойствами исходного объекта, а его качество зависит от угла между опорной волной и волной, продифрагировавшей на объекте. Габор работал с осевыми голограммами ), для которых этот угол равен нулю (т, е. опорная и дифрагирующая волны являются соосными). При восстановлении голограмма Габора формирует два сопряженных изображения объекта и когерентный фоновый шум, которые локализуются вблизи оптической оси. Это обстоятельство приводит к существенному ухудшению качества восстановленного изображения из-за интерференции между интересующим нас сфокусированным изображением объекта и фоновым шумом, а также между этим шумом и расфокусированным сопряженным изображением объекта. Лейт и Упатниекс в своих экспериментах ввели внеосевую опорную волну, представляющую собой несущую волну, модулированную информацией об объекте. Эти голограммы также создают при восстановлении два сопряженных изображения и фоновый шум однако два восстановленных изображения, каждое из которых может быть сфокусировано отдельно в своей плоскости, оказываются пространственно разделенными по углу друг от друга и от осевого фонового шума. Благодаря этому получаются восстановленные изображения хорошего качества, причем никакой интерференции с другими распределениями света, порождаемыми голографическим процессом, не происходит. [c.154]

Г. Когельник (США) разработал теорию дифракции света на трехмерных голограммах с простой голограммной структурой, образованной двумя плоскими волнами, и не только качественно оценил, но и выразил количественно такие важные характеристики голограмм, как зависимость дифракционной эффективности от глубины модуляции коэффициентов преломления и поглощения света, толщины слоя голограммы, направления опорных и объектных пучков при получении голограммы. Он также вывел математические выражения для определения таких важных свойств голограмм, как угловая и спектральная селективность. При этом, в отличие от результатов многих исследований других авторов, полученных в кинематическом приближении, выражения Г. Когельника выведены для произвольных значений амплитуд дифрагированных волн, в том числе больших, чем амплитуда прошедшей волны нулевого порядка. Авторами был применен метод линеаризации процессов образования сложных голограммных структур и дифракции света на таких структурах, позволяющий распространить выражения, полученные для простейших структур, на случаи сложных структур реальных изобразительных голограмм. [c.7]

ГТриведеннын процесс получения фотослоев на бихромирован-нон желатнне и их обработки опробован и дал хорошие результаты при съемке голограмм в сине-зеленой области спектра. [c.79]

В начале 70-х годов Бентон изобрел радужную голограмму— тонкую или плоскую голограмму, наблюдаемую в бело-м свете [1]. Радужные голограммы представляют собой особый вид голограмм, в которых для уменьшения требований к когерентности восстанавливающего источника исключается параллакс в одном направлении. Поскольку при восстановлении этой голограммы используется весь спектр белого света, а не узкая полоса, голограмма может быть очень яркой и восстанавливаться с помощью обычных бытовых ламп. Бентоном разработан двухступенчатый процесс получения радужной голограммы. Позже разработаны одноступенчатые процессы получения радужных голограмм [2—4]. Оптические схемы записи радужных голограмм (двухступенчатые и одноступенчатые) включают в себя узкие длинные щели и системы широкоугольных линз, формирующих изображения объекта и щелей. [c.42]

В работе [2], а потом в [7] был предложен более простой способ записи — одноступенчатый процесс получения радужной голограммы. В отличие от двухступенчатого процесса Бентона, где в качестве объекта используется действительное изображение предмета, восстановленного от первичной голограммы, в предлагаемом способе записывают через узкую щель голограмму реального изображения объекта, проектируемого с помощью линзы. Этот способ гораздо проще, чем двухступенчатый, так как в зависимости от геометрии оптической схемы записи голограммы можно восстановить псевдоскопическое или ортоскопц-ческое изображения объекта. [c.45]

В конце 1964 г. [27] они доказали, что голограмма Фурье дает гораздо более высокую разрешающую способность, чем обычная голограмма Френеля (разд. 3). Однако первоначально считалось (разд. 7 гл. 5), что голограмму Фурье можно получить только в фокальной плоскости системы фокусирующих линз или зеркал. В такой системе волна, рассеянная предметом, подвергалась преобразованию Фурье, а уже затем интерферировала с опорной волной. Поэтому необходимость фокусирующих элементов при получении голограммы Фурье превращалась в непреодолимое препятствие при использовании этой схемы голографии Фурье в рентгеновском диапазоне, пока, наконец, в начале 1965 г. автор [29] не предложил способ получения безлин-зовой голограммы Фурье. Необходимость введения фокусирующих элементов между предметом и голограммой полностью отпала (разд. 3) Для рентгеновских лучей при длинах волн 1А голограмма Фурье позволяет в 1000 раз повысить разрешающую способность по сравнению с голограммой Френеля, Однако даже и это преимущество, казалось, ничего не может дать, так как для его реализации требовалось создание точечных опорных пучков с размером, равным желаемой разрешающей способности, т. е. 1 А. Наконец, в 1965 г. автор и его сотрудники [30] доказали, что размытые изображения, получаемые от протяженного источника, можно восстановить с высоким разрешением по схеме корреляционной компенсации, если использовать для этого источник определенной пространственной структуры, воз-рождаюи ий разрешение в процессе восстановления [31] (разд. 3). [c.129]

Некоторое время считалось, что процесс преобразования Фурье, в частносги получение голограммы Фурье, обязательно требует линз или других фокусирующих систем. Если нам задана некоторая фокусирующая система, то распределение [c.141]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...