Cтраница 3
Точное формирование изображения без аберраций, изменения размеров или искажения требует выполнения двух условий. Первое условие состоит в том, чтобы при записи и восстановлении голограммы используемый свет имел одну и ту же длину волны. Второе условие - направление распространения и форма волнового фронта, падающего на голограмму при восстановлении, - должно либо точно соответствовать опорному пучку, использованному при записи, либо его комплексному сопряжению. Комплексно-сопряженным называют такой волновой фронт, который имеет одинаковую форму с исходным, но распространяется в противоположном направлении. На рис. 1 иллюстрируются эти случаи простой схемы записи, формирования мнимого изображения и формирования сопряженного ( действительного) изображения. Следует заметить, что относительно голографической пластинки положения точек фокусировки опорного пучка на рис. 1, а и восстанавливающих пучков на рис. 1, б и б остаются одними и теми же. Если голограмма записана в тонком слое эмульсии, то кроме рассмотренных возможны и другие схемы восстановления, которые обеспечат формирование неискаженного изображения. [31]
Как утверждается, например, в книге В. А. Фока ( [10], стр. О или находился в состоянии равномерного прямолинейного движения, иначе на основании формы волнового фронта мы могли бы установить, что источник движется. Эта банальная путаница не дотягивает даже до логической ошибки. Ведь согласно принципу относительности, в движущейся системе ( tr, х, у, г) процесс распространения фронта от источника О, закрепленного в ее начале координат, должен быть таким же, как и в неподвижной системе ( /, х, у, г) от источника О в ее начале; но ни Галилею, ни Эйнштейну и не снился принцип, согласно которому неразличимы процессы распространения фронтов от двух разных источников в одной и той же системе отсчета: ведь мы видим, идет мимо нас человек с фонарем или стоит на месте. [32]
Рассмотрим сначала световую волну, распространяющуюся от точечного источника. Волновой фронт ( поверхность равной фазы) имеет форму сферической поверхности в системе отсчета, относительно которой источник света неподвижен. Но согласно сформулированному нами закону волновой фронт должен быть сферическим также и тогда, когда он наблюдается в системе отсчета, находящейся в равномерном и прямолинейном движении относительно источника; иначе на основании формы волнового фронта мы могли бы установить, что источник движется. Для выполнения основного предположения о том, что скорость, света не зависит от движения источника, требуется, чтобы по форме волнового фронта нельзя было сказать, находится ли источник в равномерном и прямолинейном движении или нет. [33]
Это было одной из причин, по которой Ньютон отнесся к волновым представлениям отрицательно. Вместе с тем постулат Гюйгенса о волновом фронте позволял однозначно объяснить законы отражения ( рис. 2, а) и преломления ( рис. 2, б) света. Этот постулат кратко сформулируем следующим образом: можно построить последующую форму волнового фронта, если представить себе каждую точку предыдущего фронта источником света, испускающим сферические волны, и построить огибающую этих вторичных волн. [34]
ВРМБ возникает обращенная волна, показана на рис. 11.11. Лазерный пучок большой интенсивности, имеющий хороший волновой фронт, искажается затем матовой пластинкой Л, которая сильно деформирует форму волнового фронта. После обратного рассеяния ( ВРМБ) свет вновь проходит через линзу и матовую пластинку. При этом искажения, которые были внесены в пучок при его распространении слева направо, компенсируются при обратном ходе волны через ту же искажающую среду, и на выходе из пластинки П слева от нее волновой фронт снова становится хорошим, почти плоским, что и контролируется с помощью полупрозрачного зеркала D, отводящего часть отраженного обратно излучения в систему контроля К. Понятно, что такая компенсация внесенных в пучок искажений возможна лишь потому, что рассеянное назад нелинейной средой излучение точно воспроизводит форму сложного волнового фронта падающей на среду волны, лишь изменяя направление перемещения волновых фронтов на противоположное. Кювета с нелинейной средой и является тем волшебным зеркалом, которое обращает ход событий во времени. Если бы вы вдруг решили, что то же самое можно сделать, установив вместо кюветы с нелинейной средой самое обыкновенное зеркало, то вы убедились бы, что при обратном ходе волны через матовую пластинку искажения бы не скомпенсировались, а лишь увеличились бы, добавившись к уже имевшимся искажениям: обыкновенное зеркало не превращает расходящуюся сферическую волну в сходящуюся - расходящаяся волна отразившись от зеркала, остается расходящейся. [35]
Рассмотрим сначала световую волну, распространяющуюся от точечного источника. Волновой фронт ( поверхность равной фазы) имеет форму сферической поверхности в системе отсчета, относительно которой источник света неподвижен. Но согласно сформулированному нами закону волновой фронт должен быть сферическим также и тогда, когда он наблюдается в системе отсчета, находящейся в равномерном и прямолинейном движении относительно источника; иначе на основании формы волнового фронта мы могли бы установить, что источник движется. Для выполнения основного предположения о том, что скорость, света не зависит от движения источника, требуется, чтобы по форме волнового фронта нельзя было сказать, находится ли источник в равномерном и прямолинейном движении или нет. [36]
Звуковая волна, распространяясь в среде, может иметь различную форму, зависящую от размеров и формы источника звука. В случаях, технически наиболее интересных, источник звука ( излучатель) представляет собой некоторую колеблющуюся поверхность - таковы, например, мембрана телефона или диффузор громкоговорителя. Если такой источник звука излучает звуковые волны в открытое пространство, то форма волны существенным образом зависит от относительных размеров излучателя; излучатель, размеры которого велики сравнительно с длиной звуковой волны, излучает звуковую энергию в одном только направлении, именно в направлении своего колебательного движения. Напротив, изл учатель малого сравнительно с длиной волны размера излучает звуковую энергию по всем направлениям. Форма волнового фронта в т м и другом случаях будет, очевидно, различной. [37]
Широко известен поляризатор для преобразования плоской линейно поляризованной вэлны в волну с круговой поляризацией. Он представляет собой решетку из параллельных металлических пластин, расположенных под углом 45Э к плоскости поляризации падающей волны, причем плоскость пластин параллельна направлению распространения волны. Расстояние между пластинами и их размер в направлении распространения подбираются таким образом, чтобы обеспечить сдвиг фаз 90 между параллельной и перпендикулярной пластинам компонентами поля падающей волны. Поэтому плоская решетка должна быть деформирована в сферическую, чтобы соответствовать форме волнового фронта. Решетка должна быть рассчитана таким образом, чтобы ее металлические пластины всегда были под углом 45 к электрическому полю линейно поляризованной волны. [38]