Понятие о голографии

Одним из практических применений волновых свойств света является голография (греч. «голос» - полный, «графи» - пишу). Принципы голографии сформулировал Д. Габор в 1948 году. Суть идеи состояла в фиксировании полной информации о предмете – не только по амплитуде света, но и по его фазе. С появлением лазеров в 1960 году, обладающих когерентностью излучения, голографический метод записи информации стал реальностью.

Голографический метод состоит из двух этапов. На первом этапе получают голограмму – интерференционную картину, возникающую на фотопластинке при сложении двух когерентных пучков света.

Один из них (рисунок 13) отражается от зеркала (опорный пучок), а другой от предмета (сигнальный или предметный пучок). Оба этих потока образуют на фотопластинке интерференционную картину, представляющую собой чередование светлых и темных пятен. После обработки фотопластинки те участки голограммы, где фазы двух пучков совпадали, окажутся наиболее прозрачными. Темные участки голограммы образовались пучками, накладывающимися в противофазе. Голографическое изображение предмета на фотопластинке совершенно не соответствует внешнему виду предмета.

Рисунок 13. Создание интерференционной картины на пластинке

Для восстановления голограммы ее освещают таким же когерентным излучением (рисунок 14).

Рисунок 14. Получение

изображения от

голографической пластинки

На прозрачных и непрозрачных участках голограммы, как на дифракционной решетке, происходит дифракция когерентного излучения. В результате получаются два изображения – мнимое и действительное. Глядя сквозь голограмму, как сквозь окно, мы видим мнимое изображение, образованное дифракционным спектром первого порядка.

Свойство голограмм и их использование. На голограмме фиксируется не только амплитуда, но и фаза волн. Практически на каждую точку поверхности фотопластинки падает излучение, отраженное от всех точек предмета. Поэтому изображение предмета можно получить по любой достаточно малой части голограммы, но худшего качества, чем от полной голограммы. Если при восстановлении голограммы пользоваться когерентными волнами с l₁ >l_излуч., то изображение будет увеличено в раз. В настоящее время разрабатываются рентгеновские голографические микроскопы. В них голограммы будут создаваться рентгеновскими лучами с длиной волны l» 1нм, а восстанавливаться видимым светом. Общее увеличение таких микроскопов составит 10⁵ – 10⁶ раз, что в тысячу раз лучше оптических микроскопов. С помощью голографии можно увидеть картину звуковых колебаний, можно фиксировать вибрации и деформации в работающих узлах машин

Объемные голограммы. В 1962 году Денисюк разработал метод создания объемных голограмм. Толстослойная фотоэмульсия освещается с двух сторон опорным и отраженным от объекта пучками, идущими навстречу друг другу. В фотоэмульсии возбуждается система стоячих волн, которые создают интерференционное изображение в виде системы плоскостей, образованных в пучностях стоячих волн. Особенность таких голограмм в том, что восстановить изображение можно немонохроматическим светом (например, солнечным). Для получения максимума интерференционной картины необходима разность хода лучей, равная целому числу длин волн. Поэтому, если осветить голограмму солнечным светом, голографическое объемное изображение возникнет только для тех волн, для которых справедливо вышеуказанное условие интерференционного максимума. Голограмма сама из всего спектра выделит длины волн, удовлетворяющие этому условию.

Поиск по сайту: