Голографическая микроскопия

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]

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]

Рис. 32. Безлинзовый голографический микроскоп

Рассмотрим один из вариантов схемы голографическою микроскопа с предварительным увеличением. Типичная для этого случая оптическая схема голографического микроскопа показана на [1ис., СЗ. Прозрачный [c.84]

Принципы голографической микроскопии используются и при создании устройств для регистрации круговых голограмм микрообъектов размером менее 1 мм. Однако часто для исследования таких микрообъектов оказывается [c.86]

На рис. 2 показана схема стробоскопического микроскопа СМ-8 для осуществления импульсной голографической микроскопии непосредственно во время испытаний на усталость. Свет лазера 5 делится светоделителем 3 на предметный пучок 2 и референтный 6, после расширения которого фотопленка 8 фиксирует взаимодействие референтного волнового поля 7 с предметным полем 9, сформированным проекционным микроскопом 10. После обработки фотопленки голограмма восстанавливается посредством ее освещения референтным волновым полем 7 для получения изображения исследуемого объекта 1. [c.304]

В сопряжении типа I нас интересуют сопряженные пространства восстанавливающего источника и прямого изображения. Главные лучи здесь позволяют определить положение прямого изображения, связанное с положением точечного восстанавливающего источника. Это представляет интерес, когда необходимо определить влияние сдвига восстанавливающего источника как в голографической микроскопии, так и при исследовании голографических деформаций, связанных со смещением восстанавливающего источника или голограммы, при рассмотрении голографических аберраций формирования изображения матричными голографическими элементами и при записи или восстановлении с помощью протяженных источников. [c.260]

За последние годы все больше увеличивается интерес к другим применениям голографии, которые оказались коммерчески более выгодными. Поэтому исследования, связанные с разработкой голографических микроскопов высокого качества и простых в обращении, продвигаются медленно. Однако в любом случае, когда требуется формировать изображения очень больших объемов и при этом с высоким разрешением, полезно проверить, насколько голографический микроскоп приемлем для такого случая. [c.619]

Специалисты в области голографической микроскопии редко пользуются изменением масштаба изображения за счет применения различных длин воли для записи голограмм и восстановления изображения. Действительно, в диапазоне длин волн видимого света, применяемого для записи и восстановления, величина находится в пределах 0,57—1,75. Даже при использовании когерентного ультрафиолетового лазера для регистрации величина остается меньше 10. Ограниченный диапазон изменения величины и меры, которые необходимо предпринимать, чтобы избежать аберраций, связанных с применением различных длин волн при записи и восстановлении, приводит к тому, что увеличение изображений таким способом редко используется в голографической микроскопии. [c.621]

Рис. 1. Схема голографического микроскопа с предварительным увеличением в обычном микроскопе. Угол падения опорного пучка можно менять (для согласования пространственной частоты голограммы с разрешающей способностью пленки). М — зеркало СД — светоделитель, L — линза.

Уравнения голографической микроскопии [c.624]

Для эффективного применения любого метода, выбираемого нами для получения голограммы микроскопического объекта, необходимо немного ознакомиться с теорией. Необходимо найти общие уравнения для голографии. С особой тщательностью мы должны выбирать среды для записи голограмм, обращая особое внимание на чувствительность, разрешение и обработку материалов. В этом разделе мы подробно изучим уравнения голографии, особенно с точки зрения их применения в голографической микроскопии. [c.624]

В голографическом микроскопе (с предварительным увеличением или без него) изображаемое объектное пространство оказы- [c.625]

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]

И окружающая обстановка во многом определяют схему записи голограммы, Ниже мы подробно рассмотрим соображения по поводу конструкции голографического микроскопа. [c.628]

Цель проектирования голографического микроскопа заключается в том, чтобы получить при имеющихся ограничениях восстановленное изображение высшего качества. Большинство голографических микроскопов проектируется для самих себя . Следовательно, каждый конструктор учитывает применения, для которых он проектирует микроскоп. Важно также знать, кто будет работать на изготовленном приборе. Взаимодействие между конструктором и оператором играет большую роль для достижения целей, поставленных перед конструкцией. [c.628]

Наиболее критическим параметром конструкции голографического микроскопа является размер минимально разрешимой микроструктуры макроскопического объекта. Поскольку нельзя разрешить объекты, которые меньше длины волны используемого света, в случае видимого света такими неразрешимыми объектами являются объекты с размерами меньше 1 мкм. Положение и размер кадра пленки определяют минимально разрешаемым размером объекта. А разрешение пленки будет определяться размером объекта и углом падения опорного пучка. [c.628]

Местоположение объекта и окружающая его обстановка создают дополнительные проблемы при конструировании голографического микроскопа. Большинство объектов окружает не воздух, и их нельзя закрепить на покровном стекле. Многие объекты находятся в жидкостях, как, например, кристаллы, растущие из расплава. Некоторые объекты находятся в вакуумных камерах или в камерах высокого давления. В тех случаях, когда объект помещен в отдаленное или физически недоступное место, конструктор должен предусмотреть, каким образом объектное поле подвести к плоскости фотопленки с возможно меньшими аберрациями. Может оказаться, что оптические устройства размещаются также не в воздухе. Поэтому необходимо учитывать влияние окружающей среды, особенно если она является турбулентной или рассеивающей значительное количество света. [c.629]

В большинстве голографических микроскопов высокого качества для записи голограмм и восстановления с них изображения используются непрерывные или импульсные лазеры. Специалисты по голографической микроскопии имеют возможность использовать многие лазеры с различными длинами волн и степенями когерентности, но при этом нельзя забывать и об экономической стороне вопроса, поскольку погоня за идеальным источником может дорого обойтись. [c.629]

Импульсные лазеры, если не приняты специальные меры, обладают меньшей пространственной и временной когерентностью, чем большинство непрерывных лазеров. В большинстве голографических микроскопов при формировании объектного и опорного пучков полезно иметь амплитудное деление волнового фронта, при условии что разностью длин путей объектного и опорного пучков от светоделителя до пленки можно будет управлять, делая ее меньше, чем длина когерентности источника света. Поскольку голограмма должна иметь максимально достижимый контраст интерференционных полос, комплексная степень когерентности должна быть максимальной в отсутствие посторонних источников шума. [c.630]

На последнем этапе проектирования голографического микроскопа необходимо решить второстепенные вопросы, связанные с экономической выгодой и стоимостью. После того как принято решение конструировать голографический микроскоп и в проект [c.631]

Необходимо также тщательно рассмотреть вопрос о том, в каком месте лаборатории будет размещаться голографический микроскоп. Затемнение помещения может вызвать небезопасную ситуацию. Поэтому должно быть предусмотрено безопасное размещение и распределение пучков лазерного света, а также источников высокого напряжения с применением блокировки на входе в лабораторию. Кроме того, при наличии летучих химических веществ в лаборатории должна быть обеспечена соответствующая вентиляция. [c.632]

Для работы с голографическим микроскопом необходим специальный оператор, причем более высокой квалификации, чем оператор, работающий с обычным микроскопом. В проекте необходимо предусмотреть как можно более простое управление голо-графическим микроскопом. При этом следует настроить установку на получение максимального качества и обеспечить стабильность самого голографического микроскопа Поскольку голографический микроскоп — прибор, предназначенный для проведения микроскопических исследований, он не должен использоваться не по назначению [c.632]

Голография первоначально предназначалась для улучшения изображений в микроскопии. Однако к настоящему времени голо-графические микроскопы разработаны еще недостаточно, чтобы их можно было широко применять. Такое неудовлетворительное состояние дел связано с требованиями,, касающимися получения высокого разрешения и качества изображения. В будущем более тесное сотрудничество специалистов по оптике с биологами и медиками, по-видимому, приведет к тому, что голографический микроскоп получит общее признание как необходимый оптический прибор, Разработка регистрирующих сред более высокого качества и разнообразных по свойствам, более целесообразный подход к решению задач, которые ставят биология и медицина,— все это позволит сделать голографический микроскоп полезным и широко используемым прибором. [c.632]

Уравнения голографической микроскопии 624—G27 Усадка плепки 219, 302, 399 Условие фокусировки 158, 159, 517, 637 [c.733]

Следующий, почти 15-летний период в развитии голографии не принес заметных успехов. Основное внимание уделялось объяснению сущности голографии на основе аналогии с зонной пластинкой. Были получены также интересные экспериментальные результаты в области оптической голографии. Предлагались новые методы, проводились опыты с электронной голографической микроскопией. На основе теории и эксперимента изучалась возможность осуществления голографической микроскопии в рентгеновских лучах и радиоволновом диапазоне. Несколько работ было посвящено устранению паразитного изображения. [c.19]

В голографической микроскопии для увеличения изображения могут быть также использованы изменение структуры восстанавливающего пучка по отношению к референтному, а также изменение масштаба голограммы. Соотношение для поперечного увеличения голографического изображения было дано в п. 3.3.1. Выпишем его снова [c.186]

Как уже было сказано, метод голографической микроскопии, в котором при записи голограммы используются рентгеновские лучи, а при восстановлении — видимый свет, мог бы обеспечить получение значительных увеличений. К сожалению, до сих пор не удалось создать рентгеновский источник с большой длиной когерентности света и результаты в этой области являются довольно скромными. Большинство выводов подтверждается при записи голограмм с помощью электронных лучей, поскольку электронные источники имеют значительную когерентность излучения. [c.187]

В действительности, однако, в настоящее время результаты экспериментов в области оптической голографической микроскопии не являются очень внушительными и многообещающими. Было получено приблизительное увеличение 120 , а разрешающая способность при этом составляла единицы микрон. [c.188]

Ожидается, что непосредственное применение в промышленности голографическая микроскопия найдет при решении задачи изготовления микроэлектронных масок. До настоящего времени для этих целей использовались высококачественные, необычайно сложные и дорогостоящие объективы. Такие объективы должны иметь большую разрешающую способность по всему полю зрения, которое может быть чрезвычайно большим. Кроме того, возникает необходимость многократного впечатывания изображения на соседние участки материала. [c.189]

Голографическая микроскопия представляет особый интерес ввиду трехмерности получаемого здесь изображения и связанной с этим значительной глубины поля зрения. Это свойство может принести пользу не только в рентгеновской и электронной микроскопии, но также в микроскопах с видимым и ультрафиолетовым излучением. Диаметр образца О (решетки) равен приблизительно 14 МА . [c.168]

Рис. 36. Голографическая микроскопия. Схема восстановления изображения в проекционной микроскопии.

Рис. 37. Голографическая микроскопия. Внешний вид установки (рис. 36) для восстановления изображения в проекционной микроскопии.

Рис. 38. Голографическая микроскопия с движущимся рассеивателем и с освещением под многими направлениями [28].

Рис. 40. Внешний вид голографического микроскопа с диффузным освещением и движущимся рассеивателем [28].

В таблице приведены основные технические данные восьми модификаций стробоскопических микроскопов, разработанных на базе серийных объективов. Применение когерентных источников света со сверхкороткими импульсами (10 —с) [4] позволяет реализовать импульсную голографическую микроскопию [6], что открывает широкие перспективы в изучении мгновенного физико-механического состояния деформируемой микроповерхности при весьма высоких ускорениях. [c.304]

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]

Обычные микроскопы конструируют так, чтобы они имели большое поперечное увеличение, правда, за счет ограниченной глубины поля. Статический объект можно сканировать по глубине поля, рассматривая последовательно каждый уровень глубины. Но для динамических объектов, особенно таких, положение которых меняется во времени, этот прием не годится. Только голографический микроскоп, используюш,ий лазер с повторяюш,имся импульсным излучением для регистрации серии последовательных во времени голограмм, может записать всю информацию в объеме динамического объекта. При восстановлении объектные волновые фронты можно подробно исследовать в том месте, в котором происходило интересующее нас событие, или проследить за раз)штием серии событий. [c.619]

В ЭТОМ параграфе мы подробно рассмотрим, как накапливался опыт и совершенствовались методы в голографической микроскопии. Мы проанализируем природу голографического увеличения и изменения масштаба, рассмотрим влияние увеличения изображений и вопросы балансирования аберраций. Мы подробно ознакомим с методами голографии, используюш,ими микроскопию с предварительным и последующим увеличением. Обсудим соответствуюш,ие уравнения для голографической микроскопии. Основное внимание будет обраш,ено на их пригодность для поиска метода, предпочтительного для данного применения. Мы выделим те конструктивные решения, которые должны быть приняты в конкретных применениях голографической микроскопии. В этом параграфе рассматриваются не красивые теоретические идеи, а схемы, которые найдут практическое применение. [c.620]

Таким образом, для большинства применений голографической микроскопии выбирают (i=/n=l, т. е. Му1.л=1- Для минимизации аберраций опорная и восстанавливающаяся волны согласуются между собой по возможности точно. Обычно выбирают плоские волны, делая z =z =oo и Мпопер=1- Но как при этом получить увеличенное изображение объекта [c.621]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...