Метод записи радужных голограмм

Оптическая голограмма представляет собой фотографическую запись интерференционной структуры, образующейся при наложении на объектную световую волну некоторой когерентной ей опорной волны (рис.1, а).

Рис. 1. Оптические схемы записи голограммы в попутных пучках - схема Лейта и Упатниекса (а), и восстановления изображений с голограммы в белом свете (б)

По своей физической сути оптическая голограмма - это сложная, нерегулярная дифракционная решетка, которая может быть объемной (трехмерной) или поверхностной (двумерной). При записи интерференционной структуры в толстой регистрирующей среде, когда пространственный период интерференционных полос Λ существенно меньше толщины регистрирующего слоя, d << Λ, записывается объемная голограмма. Такая голограмма обладает спектрально селективными свойствами и позволяет восстанавливать одноцветное изображение в белом свете. Длина волны и направление распространения дифрагировавшего на объемной голограмме света определяется известным уравнением Брэггов-Вульфа, 2dsin q=nl, где q - угол между опорной и предметной волнами при записи голограммы. Наилучший вариант объемных голограмм - это голограммы Денисюка. Однако, их тиражирование, как уже отмечалось, достаточно трудоемкий процесс.

Период интерференционных полос Λ зависит от угла между лучами света объектной и опорной волн. Поэтому в относительно тонком фоточувствительном слое записывается объемная дифракционная решетка-голограмма.

При записи голограммы по схеме Лейта и Упатниекса (рис. 1,а), в тонком светочувствительном слое, получают фактически поверхностную двумерную дифракционную решетку, которая уже не обладает спектрально селективными свойствами. При освещении такой голограммы пучком белого света формируется множество дифрагированных волн с различными длинами и формирующих множество взаимносмещенных голографических изображений (рис. 1,б). Наблюдатель в области локализации мнимого голографического изображения видит расплывчатое пятно.

При уменьшении расстояния между объектом и голограммой сдвиг восстановленных голографических изображений в разных цветах становится меньше. Поэтому на голограмме сфокусированного изображения можно наблюдать в белом свете достаточно четкое изображение объекта с небольшой глубиной рельефа. Не трудно видеть, что если наблюдатель удаляется от голограммы, то в зрачок его глаза попадает все меньше дифрагировавших спектральных составляющих, число воспринимаемых смещенных изображений уменьшается и при достаточном удалении наблюдается относительно четкое изображение в том или ином цвете в зависимости от угла наблюдения. Эта идея пространственной селекции спектральных составляющих, дифрагировавших на голограмме световых волн, но в более удобной для практики форме, заложена в Бентона записи радужных голограмм.

Метод Бентона включает два последовательных этапа записи 2-х голограмм по схеме Лейта и Упатниекса. Сначала записывается обычная голограмма, например по схеме, приведенной на рис.1,а. При этом объект располагают от голограммы на расстоянии наилучшего зрения 25 - 30 см. Затем с этой первичной голограммы восстанавливают действительное псевдоскопическое объемное голографическое изображение. Для этого используют восстанавливающий пучок лазерного света, сопряженный опорному пучку (рис.2, а).

голография радужный изображение

Рис.2. Оптические схемы записи радужной голограммы (а) и восстановления с нее в белом свете разноцветных изображений (б)

При этом голограмму прикрывают горизонтальной узкой и длинной щелью так, что восстановление действительного изображения происходит только с узкой горизонтальной полоски на голограмме. В область действительного изображения помещают фоточувствительный слой, и для записи второй голограммы направляют опорный пучок, когерентный световому пучку, восстанавливающему действительное изображение с первой голограммы. Таким образом записывается основная радужная голограмма.

Если теперь полученную голограмму осветить пучком белого света, сопряженным опорному, то одновременно с ортоскопическим изображением объекта будет восстанавливаться и изображение горизонтальной полоски - щели, прикрывавшей первичную голограмму. Изображения щели в разных цветах в силу зависимости угла дифракции от длины волны λ будут занимать разное пространственное положение, и поэтому в этой области наблюдается цветная полоса с чередованием всех цветов радуги (рис.2, б). Зрачок глаза наблюдателя, помещенный в эту область, выделит из всего спектра одну цветовую составляющую, в свете которой и будет воспринимать восстановленное голографическое изображение. Каждое изображение щели выполняет роль окна наблюдения восстановленного голографического изображения в соответствующем цвете. Вертикальное перемещение глаз наблюдателя по радужной полосе, или наклон голограммы будет сопровождаться изменением цвета воспринимаемого изображения. При горизонтальном смещении головы наблюдателя в пределах одной цветовой полоски, как и для обычной голограммы, наблюдается параллакс восстановленного объемного голографического изображения. В вертикальном направлении параллакс изображения отсутствует, но это практически не влияет на объемность воспринимаемого изображения, поскольку глаза наблюдателя располагаются горизонтально. Для широкого горизонтального угла наблюдения изображения объекта длина каждой полоски (ширина радуги) должна быть достаточно большой, что обеспечивается соответственно большой шириной первичной голограммы.

Перейти на страницу: 1 2

Похожые стьтьи по экономике

История и современное развитие звукозаписи
Звукозапись - процесс сохранения воздушных колебаний в диапазоне 20-20000 Гц (музыки, речи или иных звуков) на каком-либо носителе с помощью специальных приборов. Грампластинки, аудио ...

Построение ГТС на базе SDH
Потребности пользователей телефонных сетей общего пользования возрастают, при этом увеличивается как количество абонентов ТФОП, так и средние объемы информации, приходящиеся на каждого ...

Дискретизация и восстановление исходного непрерывного сигнала
Суть лабораторной работы заключается в дискретизации и восстановлении исходного непрерывного сигнала, опираясь на теорему Котельникова, также оценка погрешности восстановленного сигнала. ...

Разделы

© 2019 - www.frontinformatics.ru