Голография и некоторые ее применения

Твердотельные лазеры, используемые в голографии, характеризуются высокой степенью пространственной и временной когерентности. Способность лазера излучать два импульса с коротким промежутком между ними также оказывается полезной для некоторых целей голографии. С целью получения больших голограмм с высоким разрешением желательно иметь опорный пучок с высокой степенью пространственной когерентности. Временная когерентность лазера определяет глубину объекта или сцены, которую может обеспечить голограмма. Способность к формированию двойного импульса существенна для некоторых применений при проведении неразрушающего контроля. Обычно две голограммы регистрируются на одну и ту же пластинку с интервалом между экспозициями [c.279]

В литературе сообщалось о некоторых применениях голографии к фотограмметрическим операциям. Одними из основных применений являются [c.679]

Изложены также физические принципы голографии, рассмотрены и некоторые применения голографического метода регистрации световых волн. [c.2]

Некоторые применения голографии. [c.395]

Интерференционное поле, образующееся в области перекрытия опорной и предметной волн, конечно, не локализовано на поверхности фотопластинки. Как и в любом опыте с когерентными волнами, места повышенных и пониженных значений амплитуды суммарного колебания распределены во всем пространстве по тому или иному закону, зависящему от вида волновых фронтов. Поэтому в слое фоточувствительной эмульсии, всегда обладающем некоторой толщиной, образуется трехмерная структура почернений, а не двумерная, как приближенно предполагалось нами ранее. Вместе с.тем, законы дифракции света на трехмерных структурах имеют свои особенности (см. гл. X), которые, как сейчас выяснится, находят интересные применения в голографии. [c.262]

Заканчивая изложение физических принципов голографии, сформулируем еще раз Соображения, лежащие в основе этого способа регистрации информации об объекте наблюдения, переносимой электромагнитным полем. Нас интересует информация, заключающаяся в распределении амплитуд и фаз в этом поле. Фотографирование распределения интенсивности в специально созданной интерференционной картине, возникшей при суперпозиции волнового поля объекта и когерентной ему опорной волны, дает возможность регистрации полной информации, переносимой изучаемым волновым полем. Последующая дифракция света на распределении почернений в фотослое голограммы восстанавливает волновое поле объекта и допускает изучение этого поля а отсутствие объекта наблюдения. Рассмотрим теперь некоторые практические применения голографии. [c.266]

Ярославский Л. П. Некоторые приемы визуализации информации средствами цифровой голографии.— В кн. Конф. по автоматизации науч. исследований на основе применения ЭВМ. Новосибирск, 1974. [c.212]

Следует отметить, что возможные применения голографии основаны не только на высокой информативности голографической записи, но и на методических особенностях использования голографического метода, связанных с использованием когерентного света, отсутствием некоторых промежуточных искажающих оптических элементов, на возможности коррекции приборов, основанной на исправлении искаженного волнового фронта, и ряда других свойств голографического метода. [c.11]

В заключение отметим, что исследования возможностей создания и использования полупроводниковых носителей информации, некоторые результаты которых ми только что рассмотрели, находятся в стадии интенсивного развития. Даже предварительные результаты исследования носителей на основе ХСП показали перспективность этих материалов. Высокая разрешающая способность, большая дифракционная эффективность при голографической записи и реверсивность этих материалов, несомненно, приведут к использованию этих материалов в голографии и при решении задач оптической обработки информации. Определенным недостатком этих материалов является их сравнительно низкая чувствительность, что, по-видимому, несколько ограничит область их применения, хотя, возможно, найдутся пути повышения чувствительности, например, за счет широких возможностей изменять состав этих материалов. [c.145]

Во многих случаях свет источника является поляризованным, в особенности если источником служит лазер. Это означает, что мы имеем дело с поляризованной опорной волной. Объектная волна во многих случаях, таких, как отражение света от объекта при формировании объектной волны, оказывается поляризованной случайным образ ом. Поскольку интерференция может произойти только между волнами, имеющими одинаковую поляризацию, часть объектной волны не регистрируется. Обычно о поляризационных свойствах записи голограмм не упоминают. Применение этого свойства для проверки некоторых характеристик объекта путем выбора направления поляризации опорной волны называется поляризационной голографией (см. 5.4). [c.149]

П русском переводе книга издается в 2-х томах В юм 2 вошли главы 9 и 10, в которых рассматриваются отдельные проблемы голографии н области ее применения в него включено также Дополнение, написанное чл.-корр Atl СССР Ю. Н Денисюком и посвященное некоторым проблемам и перспективам голографии в трехмерных средах [c.380]

Применение нашла голография как мнимых, так и спроецированных изображений, причем в некоторых наиболее впечатляющих дисплеях на одной голограмме помещаются оба типа изображения. Режим, в котором должен работать дисплей, определяется целью его применения. Обычно ценные произведения искусства демонстрируются за стеклом, так что действительное изображение объекта, наблюдаемое за стеклянной перегородкой, выглядит почти так же, как если бы за ней был помещен сам оригинал. Спроецированное изображение обеспечивает отображение объекта, непохожее на демонстрацию настоящего объекта. Не совсем обычное положение изображения в пространстве перед голограммой исказило бы процесс отображения ценных произведений искусства. То же самое относится и к голографическому хранению информации в плоскости эмульсии хотя разрешение заметно улучшается, но при этом мы не имеем реального пространственного изображения объекта. [c.499]

Справедливости ради можно отметить, что некоторые основные принципы голографического метода (использование опорной волны, спектральные преобразования и т. п.) в том или ином виде применялись в радиотехнике и ранее. Но сознательное и последовательное применение принципов голографии, техники оптической обработки стимулировало решение ряда важных задач моделирование электромагнитных полей радиодиапазона, преобразование полей одной области пространства в поля другой области, определение структуры полей, радиовидение и т. п. Решение этих задач существенно упрощает и удешевляет разработку и испытание сложных радиотехнических устройств. Моделирование антенн в оптическом диапазоне, в частности немасштабное моделирование, позволяет избежать громоздкого макетирования антенн и различных рассеивающих объектов. Развитые на основе голографических принципов методы преобразования полей позволяют испытывать различные электродинамиче ски е устройства и антенны в ближней зоне, не прибегая к созданию дорогостоящих больших полигонов. [c.117]

В ЭТОЙ главе будут рассмотрены физические принципы построения оптических элементов, работающих на совместном использовании явлений интерференции и дифракции света, а также основные вопросы бурно развивающейся области физической оптики—голографии и некоторые ее практические применения. [c.289]

Дальнейшие исследования, предпринятые рядом лабораторий, показывают, что возможности применения голографии гораздо шире, чем предполагалось вначале. В частности, были разработаны способы получения голограмм, которые можно сделать видимыми в лучах белого света, а также голограмм, восстанавливающих многоцветные изображения. Голография расширила возможности микроскопических исследований и чрезвычайно важна для биологии. Кроме того, голографическая техника расширила сферу применения интерферометрии и в то же время значительно упростила некоторые из ее старых методов. В настоящее время прилагается много усилий, чтобы использовать голографию для обработки и воспроизведения информации. [c.104]

Перечислим некоторые из возможных и уже используемых применений голографий контроль изделий, чутко реагирующий на любое отклонение от образца (изделие не совпадает со своим восстановленным изображением), устройства для распознавания образов—букв, иероглифов, отпечатков пальцев, силуэтов самолетов, микробов, хромосом. Голография позволяет видеть в непрозрачной среде. Возможно построить рентгеновский микроскоп, создать небывало емкие запоминающие устройства, столь необходимые, например, для вычислительных машин. [c.97]

В следующей, пятой главе излагаются принципы и примеры применения ультразвуковой голографии. Автор приводит также некоторые данные по синтезированной апертуре. Следует отметить, что в ультразвуковой голографии первоначально использовались методы, развивающие традиционные способы ультразвуковой дефектоскопии. В главе по существу описываются два таких метода. В первом методе использовалась ультразвуковая аналогия оптической голографии, а во втором — электронное сканирование поля ультразвуковой голограммы источником или приемником, а затем применялся какой-либо электронный метод восстановления, например с использованием ЭВМ. Эти методы основаны на известных способах визуализации ультразвуковых полей, а новым в них является только использование опорной волны от вспомогательного источника ультразвука или волны, получаемой путем электронной имитации. Практически это дает ряд преимуществ, позволяя сочетать достоинства методов визуализации ультразвуковых полей и методов голографии. Поэтому изложенный материал представляет значительный интерес для многих специалистов по неразрушающему контролю. [c.10]

Основной трудностью, ограничивающей широкое применение ультразвуковых систем в биологии, является затрудненное выявление мелких деталей, связанное с характеристиками распространения звука в организме. Однако эти системы находят применение при изучении потоков жидкости, определении размеров кровеносных сосудов и при изучении некоторых крупных органов. По-видимому, в системах визуализации биологических организмов для улучшения их характеристик может быть применена голография [41]. [c.111]

Предел продольного разрешения является очень важным параметром для некоторых применений голографии, таких, как голографическое построение контуров. В отличие от поперечного разрешения предел продольного разрешения зависит от конечной ширины полосы частот освеш,аюш,его пучка. Используя снова голограмму двух точечных объектов, освеш,енную расходяш,имся квазимонохро-матическим светом восстанавливаюш,его источника, можно показать, что минимальное разрешаемое продольное расстояние между точками для действительного изображения [c.71]

Однако/область применения голографии в оптическом приборостроении не ограничивается только теми вопросами, которые были рассмотрены в кни1 е. Существует ряд областей, где. эффект от применения голографии в настоящее время не выяснен до конца. Например,, не ясны до конца перспективы использования голографических методов получения оптических. элементов со свойствами, аналогичными волоконно-оптическим устройствам. Разработчиков и технологов здесь привлекает то, что. элементы имеют все свойства оптического волокна, но отличаются от него простотой изготовления. В связи с ограниченным объемом книги в ней недостаточно полно освещены некоторые аспекты современного голографического приборостроения. В последнее время существует тенденция заменять в некоторых случаях оптические элементы голограммами. Приведенные в книге примеры использования голограмм в качестве линз и дифракционных решеток можно было бы дополнить еще множеством других примеров использования голографической оптики. Эта область голографии активно развивается, хотя возможности и эффективность использования голографи- [c.121]

Использование лазерной техники и методов, нашед-ши с широкое применение и в голографии, позволило сравнительно легко создавать тест-объекты с синусоидальным распределением интенсивности. Для этого достаточно использовать в некоторой плоскости наложение двух плоских когерентных волн. Частота, получившейся синусоидальной решетки зависит от угла между фронтами волн и от длины волны. [c.82]

В частных случаях, когда аргумент корректируемой передаточной характеристики в пределах некоторой области остается постоянным, а на ее границе фаза скачком изменяется на л, корректирующий комплексный фильтр можно синтезировать в виде сэндвича , составленного из амплитудного Т х, Vy) = H(v Xt vy) I и фазового Tzivx, Vy)=exp [argH(v, Vy)] транспарантов, без применения голографии. Фазовый транспарант можно изготовить методами фотолитографии ( 7.1). [c.248]

Все эти недостатки сильно ограничивали область применения метода, и поэтому в течение десятилетия он развивался, главным образом, 9 приложении к некоторым задачам электронной и рентгеновской микроскопии. О возможности получения объемных оптических изображений естественных объектов в то время даже не упоминалось. И все же, несмотря на все недостатки и граничения этого метода, имеино Габор признан основателем голографии. И это, безусловно, правильно основной отличительной чертой голограммного метода является использование референтной волны, а Габор был первым человеком, который записал волновое поле с ее помощью. [c.52]

Результаты исследований в области голографии огромны и разнообразны. И все же следует отметить некоторые из них, играющие особую роль. В частности, большое значение имеет использование голограмм Фурье в роли комплексных пространственных фильтров, что само по себе уже является значительным достижением в области пространственной фильтрации. Различные типы таких фильтров были разработаны в начале 60-х годов для разнообразных применений, особенно для оптической обработки радиолокационных данных. Однако в настоящее время наибольшее распространение получил фильтр, разработанный Вандер Люгтом [35] для обработки изображений. [c.22]

С точки зрения применений в голографии преимущества Nd YAG сравнимы с рубином, а именно более эффективное действие и способность к высокой скорости повторения импульсов излучения сводятся на нет двумя главными недостатками в режиме модулированной добротности Nd YAG-лазер не способен генерировать такую большую энергию, как рубиновый лазер, и выходное излучение лазера является инфракрасным. Для того чтобы можно было применять Nd YAG-лазер в голографии, длину волны его излучения следует уменьшить до 0,5300 мкм с помощью генератора гармоник, помещаемого на выходе. В Nd YAG-лазере удвоения частоты излучения можно достичь, используя температуроуправляемый кристалл арсенатодейтериевого цезия ( D A) или некоторые другие нелинейные кристаллы. Обычно КПД такого преобразования составляет 20—40%. [c.278]

До сих пор одно Из главных применений голографии лежит в области голографического неразрушающего контроля (ГНК) и оказывается, что разработанные методы оптического ГНК или голо-графической интерферометрии являются действительно самым полезным результатом этих применений. Недавно эта тема была превосходно изложена в книге [19] полезной также является книга Кольера и др. [15]. Некоторые сведения по этому вопросу можно найти в 10.4 настоящей книги. Последующее содержание настоящего параграфа требует от читателя понимания таких терминов, как реальное время, двойная экспозиция и методы усреднения по времени, рассмотренные в указанной выше литературе. Поэтому мы здесь сконцентрируем внимание на некоторых конкретных системах ГНК, чтобы дать некоторое практическое руководство для конструирования обычных голографических систем. [c.320]

Поскольку при записи голограмм используются пространственные частоты, значительно превышающие пространственные частоты, регистрируемые в обычной фотографии, в голографии применяются, как правило, эмульсии очень низкой чувствительности и настолько мелкозернистые, что они практически прозрачны. Тончайшая зернистость создается сферическими микрокристаллами бромида серебра (с небольшим количеством йодида и некоторыми сенсибилизаторами) диаметром около 30 нм и требует, как указано в табл. 1, экспозиции от 1000 до 3000 эрг/см Другие, так называемые голо-графические эмульсии , могут иметь зерна до 100 нм в поперечнике, требующие экспозиции 50 эрг/см (или, если не отбеливать, 5 эрг/см ), хотя обычные мелкозернистые материалы (размеры зерна порядка 500 нм, экспозиция -0,1 эрг/см ) могут быть полезными для специальных применений при малых углах падения опорного пучка, когда или энергия лазера или время экспонирования существенно ограниченьг [c.381]

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]

Однако общая картина этого явления пока еще далека от завершения. И дело здесь не только в том, что в ряде случаев мы не знаем полностью набор отображающих свойств некоторых видов голограмм. (Например, мы еще пока не знаем, при каких условиях )езонансная голограмма воспроизводит состояние поляризации.) i Tb все основания считать, что будут открыты новые неожиданные оптические свойства голограмм. Вполне вероятно, что ряд новых эффектов будет обнаружен при применении светочувствительных материалов, обладающих специфическими свойствами, подобно тому как применение резонансных и поляризационных сред открыло возможность записи временных и поляризационных характеристик волновых полей. И наконец, прецедент объединения голографии и нелинейной оптики в динамическую голографию показывает, что внесение идей голографии в смежные с ней области знаний может привести к появлению совершенно новых направлений. [c.727]

В изобразительной голографии в качестве осветительных приборов для восстановления монохромных изображений с большой глубиной нашли применение серийные театральные прожекторы типа ПУФ-500 с ртутными лампами ДРШ-500 (тело свечения размером 4,5 мм) и конденсорной линзой. Для выделения оранжевой линии в специальную рамку устанавливают пленочный светофильтр. Предусмотрена некоторая возможность фокусирования прибор удобен для освещения сверху под острым углом. Имеется более новая модель подобного осветителя типа ПРТЛ-500 также с лампой ДРШ-500. Эти осветители обеспечивают высокую четкость изображения глубиной более 0,5 м. [c.108]

За 15 лет, прошедших с начала бурного развития голографии, был опубликован ряд книг, посвященных описанию основ данного метода. Некоторые из них были написаны учеными, для которых голография явилась естественным развитием идей, связанных с приложением преобразования Фурье в оптике. Известны книги по голографии, написанные специалистами в области исследования когерентности излучения. И, наконец, несколько книг было написано практиками. Все эти книги способствовали развитию голографии и области ее применения. Однако они не могли в полной мере удовлетворить читателей, интересующихся этим методом, поскольку круг специалиспюв, знакомых с трансформацией Фурье или с проблемами когерентности излучения, достаточно узок. Вместе с тем книги, написанные практиками, отнюдь не восполнили этот пробел, так как читатель не был ознакомлен с физическими основами голографии. [c.5]

В П. 5.1.5 был дан анализ принципов работы лазерных источников света и приведены некоторые конкретные данные о газовом гелий-неоиовом лазере непрерывного действия и твердотельном импульсном рубиновом лазере. В данном параграфе приводятся дополнительные сведения о лазерах, важные с точки зрения их применения в голографии. [c.137]

Исторически первым практическим применением голографии следует считать дисдрометр. Эта установка [32, 102] предназначена для исследования быстро движущихся частиц, взвешенных в атмосфере, например капель дождя или тумана, снежинок, кристалликов льда и аэрозолей размером от 3 до 3000 мкм. Обычная фотография не позволяет держать в фокусе каждую движущуюся частицу в течение такого времени, которое соответствует необходимой экспозиции. Фотографическим методом невозможно зарегистрировать все частицы некоторого объема сразу и с одинаковой резкостью. Дисдрометр устраняет эти трудности. Рубиновый лазер мощностью 10 Мет с модулированной добротностью освещает движущиеся частицы в объеме до 5000 см в течение 20 нсек. Замороженное на голограмме трехмерное распределение частиц можно затем последовательно просматривать с помощью непрерывного лазера, например гелий-неонового. [c.308]

Голография, как явление, позволяет в принципе регистрировать и воспроизводить волновые поля объектов, движущихся с большими скоростями (вплоть до релятивистских), при этом воспроизводится амплитуда, фаза, спектральный состав и поляризация излучения. Развиваются методы, дающие возможность записать изменение параметров излучения во времени. Свойство голограммы формировать обращенные (сопряженные) волны находит важное применение для компенсации влияния оптических неоднородностей сред. Процессы, протекающие в трехмерной голограмме, как показано Ю. Н. Де-нисюком, в некоторых отношениях родственны процессам мышления и могут быть в дальнейшем использованы для их имитации. На основе трехмерной голограммы может быть создана сверхплотная оптическая память. Одним из новых научно-технических достижений стала компьютерная томография (метод плоских сечений), позволяющая получать скрытые от глаза сечения внутренних органов человеческого тела, сечения, получаемые при компьютерном синтезировании их рентгеновских и акустических изображений. Думается, что сочетание этого метода с голографией, т. е. синтез объемных изображений органов (головной мозг и т. п.), последовательное освобождение их (путем голографической обработки изображений) от закрывающих их тканей, должно предоставить еще большие возможности. [c.123]

Посжольку голограмма регистрирует всю информацию, содержащуюся в волновом фронте, голографические изображения необыкновенно реалистичны. С помощью этой голограммы можно рассмотреть объект с разных точек зрения и даже можно сфокусировать глаз на различной глубине объемной картины. Далее, восстановленные изображения можно также раосматривать с помощью таких методов, как фазово контрастная микроскопия, интерферометрия и шлирен-методы. В оптической практике голограммное изображение объекта часто можно использовать вместо самого арат объекта, а в некоторых случаях оно даже предпочтительнее. В этой статье будут описаны области, в которых голография нашла практическое применение, а именно — микроскопия, интерферометрия и многоцветная голография (которую еще называют объемной в связи со способом ее получения). [c.105]

В настоящей главе мы, конечно, не будем сопоставлять томографию со всеми способами отображения информации, а попытаемся выделить некоторые общие черты в голографическом и томографическом методах получения изображения и укажем на их принципиальные отличия [121, 122] Такой анализ нам кажется полезным и интересным не только с методической точки зрения Совмещение этих двух методов в конкретной информационно-измерительной системе позволяет решать гакие важные для практического применения задачи, как трехмерное отображение внутренней структуры и синтез объемных изображений по набору томограмм Возможные методы решения указанных задач будут рас- смотрены в данной главе При этом будут ана чизироваться не только алгоритмы синтеза голограмм математически заданных трехмерных объектов, но и реализация их в оптических системах с преобразованием волнового фронта, т е оптический синтез голограмм Мы покажем также, как взаимное проникновение идей I томографии и голографии позволяет решать проблему скрытых [c.147]

Недавно широкое внимание привлекла проблема применения голографи,и для визуализации акустических полей [27]. Большинство методов акустической голографии базируется на технике голографии, разработанной для оптических полей, в которых фаза и амплитуда записываются на фотопленку в виде изменений степени почернения фотоэмульсии. Фотографирование производится в некоторой плоскости в зоне интерференции между опорным пучком и светом, рассеянным изучаемым объектом. Для регистрации на фотопленку звуковые волны должны [c.98]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...