§ 140. Запись голограммы с помощью плоской опорной

Гл. XV. Физические принципы оптической голографии

355

сти в интерференционном поле определяется как амплитудами,

так и фазами интерферирующих волн.

Следовательно, для регистрации всех характеристик волно-

вого поля, идущего от объекта наблюдения, можно использовать

интерференцию света, создав условия, необходимые для ее воз-

никновения.

Стационарная во времени интерференционная картина полу-

чается при интерференции когерентных световых волн. Таким

образом, для регистрации фазовых соотношений в волновом

поле, которое получается в присутствии объекта наблюдения,

необходимо прежде всего, чтобы объект был освещен монохро-

матическим и когерентным в пространстве излучением. Тогда

и поле, рассеянное объектом, будет обладать этими свойствами.

Если теперь добавить к исследуемому полю, создаваемому

объектом, вспомогательное монохроматическое поле той же ча-

стоты, например, плоскую волну (так называемую опорную вол-

ну), то во всем пространстве, где обе волны (рассеянная объек-

том и опорная) перекрываются, возникает сложное, но не меняю-

щееся со временем распределение областей взаимного усиления

Рис. 283.

Схема

записи

голограммы непрозрачного

предмета

и ослабления обеих волн, т. е. ста-

ционарная интерференционная кар-

тина. А такое неизменное распре-

деление интенсивности суммарного

поля уже можно зафиксировать на

фотопластинке. Разумеется, на пла-

стинке будут при этом фиксированы

интенсивности только в тех точках

пространства, которые лежат в плос-

кости пластинки.

Принципиальная схема установ-

ки для голографирования непрозрач-

ного объекта наблюдения 1 в отра-

женном от него свете представлена

на рис. 283.

Здесь 2 — фронт плоской све-

товой волны, созданной с помощью

лазерного светового пучка и расши-

ренного до необходимого поперечно-

го сечения специальной оптической

системой.

Зеркало 3 направляет плоскую опорную волну на фотопла-

стинку 4, куда приходят и волны, отраженные от объекта 1.

12*

356

Гл. XV. Физические принципы оптической голографии

Существенно, что на каждую точку освещенной части фо-

топластинки наряду с опорной волной падают световые волны,

рассеянные всеми участками объекта наблюдения. Поэтому лю-

бой участок голограммы содержит полную информацию о всем

объекте наблюдения.

Запись голограмм по приведенной выше схеме выдвигает

определенные требования к спектральному составу используе-

мого при этом излучения. Действительно, для возникновения

интерференционных картин как результата суперпозиции волно-

вого поля, распространяющегося от объекта наблюдения, и поля

опорной волны необходимо обеспечить когерентность этих полей

при всех разностях хода. Эти разности неизбежно создаются

макрорельефом отражающего свет предмета и могут быть значи-

тельными.

Рис. 284. Изображение объекта получено методом обычной фотографии

Если, например, считать, что разность хода достигает 10 см,

то, как показывает расчет, ширина спектральной линии исполь-

зуемого излучения должна быть порядка 10

−

2

˚

A. Между тем

ширина спектральной линии ртутной лампы, даже с невысоким

давлением паров, составляет десятки ангстрем. Следовательно,

источники света так называемого долазерного периода развития

оптики малопригодны для голографии. С помощью же лазеров

сравнительно легко удовлетворить требования голографии к мо-

нохроматичности света. Этим и объясняется бурное развитие

голографии в последнее время, когда лазеры стали доступны

многим лабораториям.

Необходимо обратить внимание еще на одну деталь. При

записи голограмм протяженных объектов углы между интерфе-

рирующими световыми волнами, падающими на фотопластинку,

Гл. XV. Физические принципы оптической голографии

357

Рис. 285. Увеличенное изображение участка голограммы

могут достигать существенных величин. Поэтому интерферен-

ционная картина, образованная на фотопластинке, оказывается

весьма мелкой и для ее фиксации требуются фотоматериалы

с высокой разрешающей способностью. Современные голографи-

ческие фотопластинки имеют разрешающую способность более

5000 штрихов на 1 мм.

Чтобы иллюстрировать первый этап голографирования, при-

ведем две фотографии. На первой из них (рис. 284) показано

изображение объектов, полученное методом обычной фотогра-

фии, на второй (рис. 285) — при большом увеличении фотоза-

пись интерференционной картины — голограмма этих объектов,

зафиксированная с помощью плоской опорной волны. Как видим,

никакого сходства между ними нет.

жүктеу/скачать 6,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: