Голография, это способ
записи всей оптической информации,
пришедшей от объекта. В отличие от
фотографий, а также стерео- или параллаксограмм,
записанная голограмма позволяет
воспроизвести абсолютно точную копию
волны, рассеянной объектом - эта волна
при записи голограммы называется
объектной или рабочей. При этом
сохраняется не только информация об
амплитуде каждой точки падающего на
пластику волнового фронта (распределении
освещенности по объекту), но и сведения
о распределении фазы в нем (то есть о
расстоянии от каждой точки объекта до
плоскости регистрации).
При записи голограммы на
высокоразрешающей фотопластинке в ее светочувствительном
слое регистрируется
микроинтерференционная картина,
образованная наложением когерентных
опорного и, рассеянного объектом,
рабочего пучков.
Фотопластинка
с записанной микроинтерференционной
картиной и называется голограммой.
Для восстановления
записанной информации голограмму
освещают волной, полностью
тождественной опорной, то есть той, что
использовалась при записи. Записанная
на пластинке микроинтерференционная
картина фактически представляет собой
сложную дифракционную решетку, на
которой и дифрагирует
восстанавливающий пучок.
Как и в случае обычной
дифракции на решетке падающий пучок
делится на несколько частей. При этом
почти вся его энергии
перераспределяется между нулевым, +1 и -1
порядками дифракции. "Почти",
потому что иногда наблюдаются и
дифракционные максимумы 2-го и 3-го
порядков, но с очень маленькой
амплитудой. Перераспределение это
неравномерное. Чем выше дифракционная
эффективность голограммы, тем большая
часть энергии идет в направлении
первого порядка дифракции, в котором и
формируются орто- и псевдоскопическое
изображения объекта.
Ортоскопическое
изображение в плюс 1-вом
порядке дифракции формируется волной,
которая абсолютно точно воспроизводит
ту волну, что пришла на пластинку от
объекта при регистрации голограммы.
При восстановлении пропускающей
голограммы именно эта волна создает мнимое
изображение объекта в том же самом месте,
где он находился при съемке. Мнимое
изображение нельзя никуда спроецировать
без применения линз.
Псевдоскопическое
изображение объекта
располагается в минус 1-вом порядке
дифракции и является действительным. В
отличие от мнимого
изображения действительное как бы
вывернуто наизнанку, то есть дальние
части объекта кажутся ближе к
голограмме, а близкие - дальше.
Полученное действительное изображение
можно увидеть на любом экране, помещенном
в область локализации псевдоскопического
изображения. Причем, перемещая экран можно
получить на нем изображение различных
плоскостей объекта.
По ряду причин чаще всего
работают с мнимым изображением.
Поскольку восстановленная с
голограммы волна полностью
соответствует рассеянной объектом при
записи, ее можно исследовать теми же
оптическими методами, что и сам объект.
То есть проводить теневые, шлирен и
интерференционные измерения. Если же
записать и поляризационные
характеристики (такие способы
существуют), то возможности получения
информации увеличиваются.
На практике это означает, что,
записав голограмму какого-либо
короткоживущего объекта,
впоследствии ее можно обстоятельно и
не торопясь исследовать любыми
оптическими методами, как если бы
объект был статическим.
Голографическая
интерферометрия
На одну пластинку можно записать
несколько волновых фронтов, то есть
несколько голограмм. Если эти
волны когерентны, то при совместном
восстановлении они интерферируют, а в
результирующей интерферограмме
останется только то, что в этих волнах
было разным. Этот способ
голографической интерферометрии получил название метод двух
экспозиций.
Можно сделать и по другому.
Отснятую голограмму объекта после
обработки устанавливают с высокой
точностью на прежнее место - чаще
пластинки обрабатывают прямо на месте
съемки. При последующем экспонировании
голограммы в схеме, использованной при
ее же записи, объектная волна,
восстановленная с голограммы опорным
пучком, будет интерферировать с новой
волной, идущей от объекта. В результате
можно в реальном режиме времени
отслеживать динамику процессов,
происходящих в объекте исследования.
Такой метод голографической
интерферометрии так и называется - метод
реального времени.
Эта уникальная особенность
голографической интерферометрии
позволяет изучать процессы,
происходящие как внутри оптически
неоднородных сред, так и с диффузно
отражающими объектами. Такое было
абсолютно недоступно в классической
интерферометрии. Для более полной ясности
можно подчеркнуть, что
-
В классической
интерферометрии
интерферируют волны, которые
в один момент времени прошли по разному пути.
-
В голографической интерферометрии
интерферируют волны, которые в
разные моменты времени прошли по одному и тому
же пути.
Именно этим и объясняются
уникальные свойства ГИ.
В частности, этот факт
позволяет использовать в
экспериментах оптические элементы
обычного качества без ухудшения вида
получаемой интерференционной картины -
все неоднородности оптического тракта,
неизменные в обеих экспозициях, будут
скомпенсированы.
Назад | Вперед
Написать комментарий
|
