§ 142. Голографирование по ме-

Гл. XV. Физические принципы оптической голографии

361

ны для света). Стеклянная подложка фотопластинки 2 покрыта

фотоэмульсией с толщиной слоя около 15–20 мкм (на рисунке

этот слой сильно утолщен).

Отраженное от объекта волновое поле распространяется на-

зад по направлению к слою фотоэмульсии. Идущий навстречу

этой волне исходный световой пучок 4 от лазера выполняет

теперь функцию опорной волны. Поэтому такой вариант получе-

ния голограмм называется также методом встречных световых

пучков.

Интерференционное поле стоячих волн, возникающее в тол-

ще фотоэмульсии, вызывает ее слоистое почернение, которое

регистрирует распределение как амплитуд, так и фаз волново-

го поля, рассеянного объектом наблюдения. На рис. 288 слои

почернения схематически показаны в виде системы волнистых

линий. Разумеется, конфигурация этих слоев во всей фотоэмуль-

сии может быть весьма причудливой, так как плоской является

лишь опорная волна, а волновые фронты, распространяющиеся

от освещенного объекта наблюдения, ориентированы по-разному.

Существенно, что толстослойная фотоэмульсия с неодно-

родным распределением почернения представляет собой трех-

мерную структуру, в отличие от двумерных структур, какими

с высокой степенью приближения можно считать голограммы

рассмотренного ранее вида.

Если осветить расходящимся пучком белого света голограм-

му, зарегистрированную в толстослойной эмульсии, то в отра-

женном от нее свете можно будет наблюдать изображение объ-

екта исследования.

Рис. 289 и 290 иллюстрируют, каким образом, варьируя ори-

ентацию голограммы по отношению к освещающему ее свету,

можно получить мнимое или действительное изображение объ-

екта наблюдения. Естественно, что на восстановленном изобра-

жении будет виден не весь непрозрачный объект, а только та его

поверхность, которая была обращена к фотопластинке во время

записи голограммы.

Возможность использования источника белого света (напри-

мер, лампа накаливания, солнце) на стадии восстановления изоб-

ражения, записанного на толстослойной голограмме, обуслов-

лена тем, что взаимное усиление световых пучков, отражен-

ных от слоев почернения объемной дифракционной структуры

при ее определенном пространственном периоде и определенном

угле наблюдения, будет удовлетворено только для излучения

определенной длины волны. Таким образом, пространственно

периодические слои объемной дифракционной структуры сами

362

Гл. XV. Физические принципы оптической голографии

осуществляют монохроматизацию излучения, необходимую для

наблюдения голографического изображения. При этом изображе-

ние восстанавливается в монохроматическом свете.

Рис. 289. Схема восстановле-

ния мнимого изображения

Рис. 290. Схема восстанов-

ления действительного изоб-

ражения

Разумеется, спектральная разрешающая способность объем-

ной дифракционной решетки с малым числом слоев почернения

недостаточна для монохроматизации освещающего голограмму

белого света в той же степени, в какой монохроматично излуче-

ние лазера, использованного на стадии регистрации голограммы.

Поэтому изображения, создаваемые толстослойными голограм-

мами, будут не вполне монохроматическими.

Кроме того, хотя изображения, получаемые с помощью осве-

щаемых белым светом толстослойных голограмм, являются ква-

зимонохроматическими (т. е. не полностью монохроматически-

ми), их цвет в отдельных случаях может заметно отличаться

от цвета излучения лазера, использованного при записи голо-

граммы. Это связано с воздействием на фотоэмульсию процессов

проявления, а главное, фиксирования и последующей сушки.

Надо отметить еще одну особенность голограмм, записанных

в толстослойных эмульсиях по методу встречных световых пуч-

ков. Она обусловлена свойственным голографии эффектом псевдо-

скопии, который в данном случае проявляется особенно ярко.

Если записать голограмму по схеме, приведенной на рис. 288,

и восстановить изображение объекта, освещая голограмму в со-

ответствии со схемой, показанной на рис. 289, то мнимое

изображение выпуклого предмета также получится выпуклым.

Гл. XV. Физические принципы оптической голографии

363

В действительном же изображении предмета (рис. 290) выпуклая

поверхность предмета будет вогнутой, так как части предмета,

располагавшиеся ближе к фотопластинке при записи голограм-

мы, расположатся ближе к голограмме.

Поэтому при записи голограмм музейных экспонатов исполь-

зуется наблюдение мнимых изображений, видимых за плоско-

стью голограммы.

Способ записи голограмм в толстослойных эмульсиях дает

возможность получать цветные изображения объектов с сохране-

нием всех преимуществ голографии перед обычной фотографией.

Чтобы пояснить принцип цветной голографии, надо напом-

нить, в каких случаях человеческий глаз воспринимает изобра-

жения предметов как цветные, а не как черно-белые.

Опыты по физиологии зрения показывают, что человек видит

изображение цветным и более или менее близким к натуральной

окраске объекта, если оно воспроизводится минимум в трех

цветах, например, красном, зеленом и синем. Совмещение трех

красок осуществляется при самой примитивной цветной репро-

дукции, выполняемой методом литографии (для высокохудоже-

ственной репродукции используется 10–15-красочная печать).

Учитывая особенности человеческого восприятия, чтобы вос-

становить цветное изображение объекта, нужно осветить объ-

ект наблюдения при записи голограммы одновременно или по-

следовательно лазерным излучением трех спектральных линий,

отстоящих по длинам волн достаточно далеко друг от друга.

Тогда в толще фотоэмульсии образуются три системы стоячих

волн и соответственно три системы пространственных решеток

с различным распределением почернения.

Каждая из систем слоев почернения будет формировать изоб-

ражение объекта в своем спектральном участке белого света, ис-

пользуемого при восстановлении изображения. Благодаря этому

в отраженном от обработанной голограммы расходящемся пучке

белого света получится изображение объекта как результат супер-

позиции трех участков спектра, что соответствует минимальным

физиологическим требованиям хроматического зрения человека.

Голографирование по методу Денисюка и восстановление

изображения по схеме рис. 289 широко используется для получе-

ния высококачественных объемных копий различных предметов,

например, уникальных произведений искусства.

жүктеу/скачать 6,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: