Страница:Кривицкий Б.Х. Справочник по радиоэлектронным системам. Том 2.djvu/278

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


§ 9-4]

ГОЛОГРАФИЯ

277

E(xf у)=ТЕ(х, у)Е0(х, у) и распространении его в свободном пространстве на расстояние гсв. Используя формулу Кирхгофа, описывающую дифракцию света на плоском экране, для случая, когда расстояние до изображения гсв гораздо больше размеров голограммы X, У, получаем:

где хв, ув — координаты плоскости изображения объекта.

В случае точечного объекта, расположенного на оси z, Eq—So, Те(х, у) =

^в=0, гсв==/'с интеграл имеет максимальное значение, что соответствует центру изображения точечного объекта.

Если при получении изображения освещать голограмму пучком света с длиной волны кв, отличной от кс зарегистрированного волнового фронта, то расстояние до изображения объекта и его размеры будут отличаться от размеров самого объекта. Такие же эффекты будут наблюдаться при изменении масштаба голограммы. Взаимосвязь масштаба голограммы, а также длин волн определяется уравнением:

Здесь г с и гсв — расстояния от голограммы до объекта и изображения соответственно; г о — расстояние до точечного источника опорного пучка; гв — расстояние до точечного источника восстанавливающего пучка; Мг — масштаб голограммы (тг<С1), характеризует уменьшение размера голограммы, а знаки плюс и минус относятся к мнимому и действительному изображениям соответственно.

Различают угловой масштаб изображения Му=кв/ткс, поперечный масштаб изображения Мп— — и продольный масштаб изображения

Для получения неискаженного изображения объекта требуется изменять масштаб голограммы пропорционально изменению длины волны Мг = А/вАс.

Основные свойства и применение голографических методов

1. Голографические методы позволяют зарегистрировать и восстановить полную информацию о фронте когерентной волны (амплитуду, фазу, поляризацию, длину волны). С определенными ограничениями возможна регистрация также частично-когерентных и квазимонохроматических волн.

2. Голограмма обладает ассоциативностью памяти, т. е. при освещении опорным пучком восстанавливается сигнальный волновой фронт, а при освещении голограммы сигнальным пучком восстанавливается волновой фронт опорного пучка.

3. Голограмма позволяет получить трехмерное объемное изображение объектов без использования линз или других фокусирующих элементов; при этом голограмма играет роль окна, через которое рассматриваются объекты. Возможно получение круговой голограммы в форме цилиндра с углом обзора объектов 360°. Так как голограмма регистрирует фазовые и поляризационные свойства волны, возможно формирование изображений объектов, имеющих только фазовый иди поляризационный контраст.

4. Восстановление фронта волны и получение изображения возможно на длине волны, отличной от длины волны зарегистрированного фронта, что позволяет, например, получать видимые изображения объектов в радиодиапазоне волн. Допустимо также изменение масштаба голограммы перед восстановлением изображения. При этом изменяется расстояние до изображения и его масштаб, за счет чего обеспечивается увеличение или уменьшение изображения объектов.

5. Голограмма представляет собой закодированный пространственный сигнал, несущий информацию об изображении объекта. Каждой точке объекта соответствует частотно-модулированный сигнал на голограмме, а при диффузном освещении объекта— сумма сигналов со случайной амплитудой и фазой, т. е. сигнал становится шумоподобным. Информация об интенсивности отражения и координатах каждой точки объекта закодирована в законе чередования темных и светлых участков на всей площади голограммы. Это позволяет практически без искажений воспроизводить амплитудные соотношения в изображении объекта даже при бинарной голограмме, когда пропускание фотопластинки может принимать только два значения: минимальное и максимальное. Так как каждый участок голограммы несет информацию обо всем объекте, .уничтожение или подавление шумам^ части голограммы изменяет только разрешение и динамический диапазон изображения. сохраняя изображение в целом. Это определяет высокую помехозащищенность голограммы к пыли, царапинам и другим повреждениям.