Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.abitu.ru/en2002/closed/viewwork.html?thesises=72 Дата изменения: Fri May 5 15:24:59 2006 Дата индексирования: Tue Oct 2 02:59:00 2012 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: astronaut

Введение

В настоящее время голография широко применяется во многих областях
науки и техники. Достаточно назвать такие практические приложения
голографических методов как дефектоскопия [1], сверхплотная запись
информации [2], полиграфия [3], проблема обращения волнового фронта [4] и
др. Специально изготовленные голограммы используют в качестве дифракционных
оптических элементов, которые действуют как дифракционные решетки, линзы,
заменяя дорогие многолинзовые объективы, позволяют фокусировать свет в
линию или окружность, управлять световым излучением [5,6].

Голография (" Holo" - все и " Graphos" - пишу) представляет собой способ
записи полной информации о волновых поверхностях, исходящих от объекта,
основанный на явлении интерференции. Интерферируют между собой волновой
фронт объекта (волна, отраженная от объекта, несущая информацию об его
форме и размерах) и так называемая опорная волна, необходимая, чтобы
интерференция вообще произошла. Основная сложность, возникающая на этапе
записи голограмм, состоит в том, что даже небольшие дрожания объекта,
экрана и других деталей голографической установки приводит к смещению
интерференционных полос и смазыванию изображения на фотопластинке.

В данной работе предлагается заменить этот этап фотографированием
смоделированной на компьютере интерференционной картины с экрана монитора.
Изготавливаемые таким образом голограммы представляют собой негативы,
полученные на фотопленке. В этом случае удается избежать сложностей,
связанных с неустойчивостью интерференционной картины, а необходимая
степень уменьшения рассчитанной картины обеспечивается удалением
фотоаппарата от монитора на нужное расстояние.


Методика

Процесс изготовления голограмм включает в себя несколько этапов:
1) Расчет голограмм: С помощью программы разработанной в среде Delphy3
рассчитывается голограмма по заданным параметрам объекта (размеры,
удаление от экрана, расположение в пространстве).
2) Перенесение рассчитанных голограмм на фотоматериал: Смоделированное
распределение интенсивности фотографируется с экрана монитора с помощью
фотоаппарата «Зенит» на пленку при выдержке 1/30 секунды. Оцениваемое
количество минимально разрешимых элементов при съемке на фотопленку и
количество пикселей на экране монитора компьютера оказываются
приблизительно одинаковыми (порядка 1000), поэтому фотографировать следует
с такого расстояния, чтобы экран занимал все поле зрения фотоаппарата.
3) Процесс восстановления изображений (рис.1): Для демонстраций
голограмм используется лазерная указка (( = 650 нм), телескопирующая
система (конфокальная система, состоящая из двух линз - короткофокусной и
длиннофокусной, которая обеспечивает увеличение диаметра пучка до размеров,
достаточных для освещения всего кадра. На выходе телескопирующей системы
ставится слайд с записанной голограммой. Пучок света от лазерной указки
проходит через телескопирующую систему, расширяется в диаметре и освещает
слайд с голограммой. Расположив на некотором расстоянии от слайда экран
можно наблюдать записанное на голограмме изображение. Полученные негативы
обладают главным свойством голограмм: каждый их фрагмент содержит
информацию обо всем объекте. Если закрыть часть слайда, то изображение на
экране останется, только немного потускнеет.

Результаты

Разработанная методика позволяет получать голограммы простейших
объектов. Были получены голограммы точки, нескольких точек (рис. 2,
голограмма 12-ти точек). Было реализовано две схемы записи голограмм:
Габора и Лейта-Упатниекса [1]. Были также изготовлены другие виды
дифракционных оптических элементов - фокусаторы в отрезок, в кольцо, в
линию, дифракционные решетки.
К достоинствам описанной методики можно отнести простоту ее
осуществления в сочетании с относительно высоким качеством получаемых
структур (до 600 колец в голограмме точки).
Работа интересна также с методической точки зрения, так как описанная
технология создания дифракционных оптических элементов и способ их
демонстрации могут быть воспроизведены в любой школе, где имеется
компьютер.

Благодарности

Работа проводилась на Физическом отделении Летней Школы - ЛЭШ 2001, ЛЭШ
2002 (http://physlesh.narod.ru) и Вечерней Астрономической Школе
(http://heritage.sai.msu.ru/astrosh/index.html) при Государственном
Астрономическом институте имени Штернберга (МГУ).


Литература

1. М. Милер, Голография, «Машиностроение», Ленинград, 1979
2. В. В. Слабко, Принципы голографии, Соросовский образовательный журнал,
n.7, c. 87 (1997)
3. О.В. Андреева, Д.Г. Будучьян, Е.М. Умбиталиева, Голограмма Денисюка как
элемент оформления полиграфической продукции, Сборник трудов 2-ой
международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика 2001», с.
131, Санкт-Петербург, Россия
4. А.С. Чирцов, Динамическая голография и проблема обращения волнового
фронта, Соросовский образовательный журнал, n.1, c. 89 (2001)
5. В.А. Сойфер, Компьютерная оптика. Часть 1. Дифракционные оптические
элементы, Соросовский образовательный журнал, n.4, c. 110 (1999)
6. А. И. Фишман, Фазовые оптические элементы - киноформы, Соросовский
образовательный журнал, n.12, c. 76 (1999)
-----------------------
[pic]