Cтраница 4
Объединим все звенья в три звена: в первом формируется заданное световое поле, несущее информацию от объекта в некоторую плоскость, в которую помещен светочувствительный материал. Второе - звено записи, в нем световое поле создает пространственный отклик на каком-либо материале, причем носителем информации является уже не свет, а физико-химические изменения отдельных зерен, электроны, или другие физические носители. Третье - звено восстановления волнового фронта, в нем свет взаимодействует с материалом и модулируется информацией, записанной во втором звене, и на выходе создается световое поле, подобное ( с рядом ограничений) тому, которое создает объект. [46]
Иначе говоря, изображение в том или ином виде содержится в самой структуре световой волны, распространяющейся от объекта к объективу фотоаппарата. Именно эта волна несет наиболее полную информацию об объекте, причем эта информация оказывается зашифрованной в амплитудных и фазовых изменениях волнового фрон-та. Таким образом, для получения необходимой информации об объекте, в том числе и о его объеме, достаточно зафиксировать ( записать) пространственную структуру световой волны, а затем, используя эту запись, восстановить изображение объекта. Этот двухступенчатый процесс записи и восстановления волнового фронта, несущего информацию об объекте, и называется голографией, а зафиксированная пространственная структура световой волны - голограммой. [47]
Во многих практических схемах голографирования объекта достаточно средств для того, чтобы флуктуации, источником которых является первое и третье звено, сделать малыми по сравнению с флуктуациями, возникающими во втором, записывающем звене системы. Имеется достаточно богатый материал по флуктуациям детекторов светового излучения. Применительно к голографии этого материала оказывается недостаточно в связи с тем, что в нем отражается только анализ флуктуации отклика на действие света по коэффициенту пропускания или отражения, а также так называемых темновых флуктуации, имеющих место и при отсутствии света. В связи с тем, что при восстановлении волнового фронта весьма значительную роль играет постоянство разности фаз при прохождении или отражении восстанавливающей волны от голограммы, на потери информации существенно влияют флуктуации фазового сдвига, вызванные флуктуациями оптической длины пути света в записывающем материале. [48]
Все результаты, полученные для обработки монохроматических сигналов, легко обобщаются на немонохроматические. Как показывается в 23 ], наличие конечного спектра приводит к необходимости введения многоканальной обработки. Число каналов выбирается таким, чтобы в сумме они перекрывали весь спектральный интервал каждого сигнала. Ширина спектрального интервала Аш выбирается из условия, чтобы с одной стороны в его пределах несущественно изменились вносимые аддитивные фазовые искажения, а с другой - можно было за данное время наблюдения зарегистрировать голограмму [51], необходимую для восстановления волнового фронта. [49]
Как отмечал Габор, голография была надолго заброшена. Успех их был обусловлен тем, что они обнаружили сходство процесса восстановления волнового фронта Габора с принципами теоретической работы, выполненной Лейтом с сотрудниками по локатору бокового обзора. Затем в этих разработках были использованы незадолго до того созданные лазеры и сочетание этих двух достижений привело к более универсальному и улучшенному процессу голографии. [50]
Табором, за которое ему была присуждена Нобелевская премия по физике 1971 г., основано на его работе по улучшению качества изображений, получаемых в электронной микроскопии. Результаты, полученные в 40 - х годах с электронными микроскопами, оказались разочаровывающими, поскольку, несмотря на стократное улучшение в разрешающей способности по сравнению с лучшими оптическими микроскопами, разрешение оставалось далеким от теоретического значения. Быстрые электроны, используемые в электронной микроскопии, имеют длину волны де Бройля около 1 / 20 А, так что атомы должны разрешаться; однако практически предел в то время составлял около 12 А. Именно при поиске путей решения этой проблемы Табором был создан метод, названный им восстановлением волнового фронта. Частично его идея исходила из принципов, заложенных в двухволновой микроскопии. [51]