ПРИКЛАДНАЯ ГОЛОГРАФИЯ лектор: О.В. Андреева Лекция 3

Терминология Объект для голографирования Изображение объекта: мнимое, действительное, ортоскопическое псевдоскопическое Изображение – фантом Сфокусированное изображение

Объекты для голографирования прозрачные Плоские-объемные (двумерные-трехмерные) нерассеивающие непрозрачные зеркально отражающие неотражающие диффузно отражающие рассеивающие

Диффузное рассеяние Распространение света по всем возможным направлениям (а также в соответствии с определенной индикатрисой рассеяния) при отражении или пропускании – диффузное рассеяние или диффузное пропускание. Диффузор – оптический элемент, обеспечивающий диффузное пропускание или диффузное отражение падающего излучения независимо от его направления

Индикатриса рассеяния диффузного объекта прозрачный объектнепрозрачный объект Индикатриса рассеяния – зависимость интенсивности рассеянного света от направления наблюдения.

Практически реализуемые схемы голографирования прозрачных объектов

Получение изображения непрозрачного объекта с помощью пропускающей голограммы запись голограммы считывание голограммы РС объектная волна опорная волна оптическая система лазер зеркало объект голограмма действительное изображение мнимое изображение голограмма мнимое изображение

Мнимое изображение Мнимое изображение - если лучи, выходящие из оптической системы, расходятся, но их можно мысленно продолжить в противоположную сторону и они пересекутся в одной точке, то такую точку называют мнимым изображением точки-объекта. Такая точка (мнимое изображение) способна играть роль объекта по отношению к другой оптической системе (например, глазу), которая преобразует его в действительное. При наблюдении мнимого изображения объекта при освещении голограммы оно является ортоскопическим.

Объект – точка. Запись и восстановление сферической волны +k O k rkrk rkrk

Ортоскопическое изображение Изображение, в котором распределение разности фаз на поверхности изображения объекта соответствует распределению разности фаз на поверхности объекта – ортоскопическое изображение. Наблюдатель при этом видит «обычное» изображение объекта.

Получение изображения непрозрачного объекта с помощью пропускающей голограммы запись голограммы считывание голограммы РС объектная волна опорная волна оптическая система лазер зеркало объект голограмма действительное изображение мнимое изображение голограмма мнимое изображение

Действительное изображение Изображение создается сходящимися пучками лучей в точках их пересечения. Если в плоскости пересечения лучей поместить экран, то можно на нем наблюдать действительное изображение. При наблюдении действительного изображения объекта с помощью объектной волны, восстановленной голограммой, оно является псевдоскопическим.

Псевдоскопическое изображение Распределение разности фаз на поверхности изображения объекта имеет отрицательный знак по отношению к распределению разности фаз на поверхности объекта. Наблюдатель при этом видит «необычное» изображение объекта, в котором, например, вместо выпуклостей – вогнутости, и наоборот. Псевдоскопическое изображение можно наблюдать в голографическом эксперименте при обращении хода лучей через голограмму (явление обращения волнового фронта) и при наблюдении действительного изображения объекта, сформированного восстановленной голограммой волной.

Видеоряд 6 Голограмма Денисюка – возможность наблюдения псевдоскопического изображения; демонстрация явления обращения волнового фронта.

источник излучения W R – освещающая волна регистрирующая среда Регистрация голограммы по методу Ю.Н. Денисюка объект W 0 – объектная волна

W0W0 WRWR голограмма N W* R W* 0 Голограмма – зарегистрированная интерференционная картина Восстановление объектной воны, совпадающей с исходной Восстановление объектной волны, обращенной по отношению к исходной Наблюдение мнимого ортоскопического изображения Наблюдение действительного псевдоскопического изображения

Изображение – «фантом» запись голограммы РС объектная волна опорная волна оптическая система лазер объект Р объект O голограмма мнимое изображение объекта O (фантом) объект Р считывание голограммы

Ассоциативный отклик голограммы запись голограммы считывание голограммы РС объектная волна опорная волна оптическая система лазер зеркало объект Г волна от объекта ассоциация (появление опорной волны) оптическая система лазер объект

Голограмма сфокусированного изображения Схема регистрации объект от лазера опорный пучок изображение линза РС

Голограмма сфокусированного изображения – при регистрации которой изображение объекта (либо сам объект), проектируемое обычно оптической системой, располагается в плоскости регистрирующей среды или вблизи нее. Особенности: угол, в пределах которого можно наблюдать изображение, ограничен апертурой оптической системы, используемой при регистрации голограммы (либо ограничен самой голограммой); схема регистрации позволяет снизить требования к размерам, пространственной когерентности и монохроматичности источника излучения при восстановлении объектной волны; позволяет увеличить яркость изображения объекта, благодаря ограничению угла наблюдения.

Основная литература по дисциплине 1.Денисюк Ю.Н. Принципы голографии. - Л.:ГОИ с. 2.Островский Ю.И. Голография и ее применение. - Л.:Наука с. 3.Кольер Р., Беркхарт К., Лин Л. Оптическая голография. - М.:Мир. 1973, - 686с. 4.Петров М.П., Степанов С.И., Хоменко А.В.. – Фоточувствительные электрооптические среды в голографии и оптической обработке информации. – Л.:Наука с. 5.Оптическая голография. Под ред. Колфилда Г. - М.:Мир т.1,т.2. 6.Калитеевский Н.И., Волновая оптика – СПб.: Лань, – 466 с. 7. Бутиков Е.И. Оптика. Высшая школа. М Денисюк Ю.Н.Сборник избранных статей по голографии.// Труды ГОИ. – Т.68. – Вып.202. – 265с. 9. Информационные возможности объемных голограмм. Оптоинформатика ч.2. Уч.-метод. пособие под. ред. О.В. Андреевой,. СПб., Изд.СПб ГУ ИТМО, Дополнительная литература 10.Юу Ф.Т.С. Введение в теорию дифракции, обработку информации и голографию. – М.:Советское радио. – – 304с. 11.Сороко Л.М.Основы когерентной оптики и голографии. – М.:Наука, Агарвал Г.П. Нелинейная волновая оптика. Уч. пособие. М., Мир, Дмитриев В.Г. Нелинейная оптика и обращение волнового фронта. М., Физматгиз, Дмитриев В.Г., Тарасов Л.В. Прикладная нелинейная оптика. М., Физматгиз, Ю.Н.Денисюк – основоположник отечественной голографии: Сборник трудов Всероссийского семинара/ СПб, – 300 с. 16. Ивахник В.В. Динамические голограммы в средах с керровской и тепловой нелинейностью. Уч. пособие. Самара, Фотоника: Словарь терминов. – РАН Новосибирск, 2004.– 342 с D лазерные информационные технологии. Отв ред. Твердохлеб П.Е. – Новосибирск, с. 19. Современные технологии. Сборник под. ред. С.А. Козлова, Изд. ИТМО, Оптические и лазерные технологии. Сборник под ред. В.Н. Васильева.. СПб., Изд. ИТМО, Акаев А. А., Оптические методы обработки информации (Выдающиеся ученые Университета ИТМО). 22. Проблемы когерентной и нелинейной оптики. Сборник статей под. ред. И.П. Гурова, С.А. Козлова, СПб., Изд. СПбГУ ИТМО, с. 23. Проблемы когерентной и нелинейной оптики. Сборник статей под. ред. И.П. Гурова, С.А. Козлова, СПб., Изд. СПбГУ ИТМО, с. 24. Голография и голограммная оптика.//Оптический журнал. – – С