Физические принципы голографии

Голография - метод получения объемного изображения объекта, путем регистрации и последующего восстановления, волн изобретенный английским физиком венгерского происхождения Д. Габором в 1948 г.

Волны могут быть при этом любые - световые, рентгеновские, корпускулярные, акустические и т.д.

Слово «голография» происходит от греческого όλοτ, что означает «весь», «целый». Этим изобретатель хотел подчеркнуть, что в голографии регистрируется полная информация о волне - как амплитудная, так и фазовая.

В обычной фотографии регистрируется лишь распределение амплитуды (точнее ее квадрата) в двумерной проекции объекта на плоскость фотоснимка. Поэтому, рассматривая фотографию под разными углами, мы не получаем новых ракурсов, не можем, например, увидеть, что делается за предметами, расположенных на переднем плане.

Голограмма же восстанавливает не двумерное изображение предмета, а после рассеянной им волны. Смещая точку наблюдения в пределах этого волнового поля, мы видим предмет под разными углами, ощущая его объемность и реальность.

Физическая основа голографии - учение о волнах, их интерференции и дифракции, зародившееся еще в XVII веке при Гюйгенсе. Уже в начале XIX века Юнг, Френель и Фраунгофер располагали достаточными познаниями, чтобы сформулировать основные принципы голографии. Этого, однако, не случилось вплоть до работ Габора, хотя многие ученые во второй половине XIX и начале XX века - Кирхгоф, Рэлей, Аббе, Вольфке, Бе6рш, и Брэгг - подходили к принципам голографии достаточно близко. Можно было объяснить это тем что они не имели технических средств для реализации голографии. Однако это не так: Габор в 1947 году также не имел лазера и делал свои первые опыты со ртутной лампой в качестве источника света. Габор смог сформулировать идею восстановления волнового фронта и указать метод ее осуществления. Не смотря на это, трудности связанные с получением голограмм, оставались существенными. В 1963 году американцы Э. Лейт и Ю. Упатниекс впервые получили лазерные голограммы. За год до этого они предложили свою «двулучевую схему», значительно усовершенствовав исходную схему Габора.

В соответствии с принципом Гюйгенса-Френеля действие исходной, первичной, волны в произвольной точке А можно заменить действием виртуальных источников, расположенных на достаточно обширной, удаленной от точки А поверхности. Эти источники должны колебаться с той же амплитудой рассеянной каким-либо предметом, и той фазой, которые заданы дошедшей до них первичной волной, рассеянной каким-либо предметом (Рис.1.).

Рис.1. Принцип формирования изображения

Элементарные сферические волны, испускаемые вторичными источниками, интерферируя, восстановят за поверхностью копию первичного волнового поля. Глаз или любой другой приемник не сможет отличить эту копию от поля волны, рассеянной самим предметом, и наблюдатель, таким образом, увидит мнимое изображение этого предмета, хотя он уже убран.

Похожые стьтьи по экономике

Широкополосный генератор радиошума
Не секрет, что технический прогресс неуклонно идет вперед. В настоящее время стало все сложнее обеспечивать конфиденциальность разговоров. На рынке появились различные устройства подслуш ...

Функциональный генератор квадратурных напряжений
Уже более 30 лет компания National Instruments (NI) является лидером в области разработки и производства аппаратно-программных средств автоматизации измерений, диагностики, управления и моде ...

Специализированные фотоаппараты и специальные виды съемки
В научных и технических целях применяются специальные фотоаппараты, обеспечивающие решение особых задач - например, фотоаппараты для аэрофотосъёмки (аэрофотоаппарат), космич ...

Разделы

© 2019 - www.frontinformatics.ru