Cтраница 1
Голограмма Фраунгофера получается, если она находится в дальней зоне дифракционной картины, образуемой на объекте. Тогда требуется создание коллимированного пучка. На рис. 42.4, а изображена принципиальная схема получения голограммы Фраунгофера, а на рис. 42.4, б схема восстановления изображения с голограммы. Процесс записи и восстановления понятен из рисунков. [1]
На рис. 2 приведена голограмма Фраунгофера проволоки диаметром 2а100 мкм, которая была получена при освещении светом аргонового лазера с Х514 6 нм при z60 см. Голограмма записывалась на фотопластинке Кодак 649 F; на рис. 2, а приведен ее позитивный отпечаток. [2]
Голограмма в этом случае называется голограммой Фраунгофера. Если амплитудно-фазовые распределения объектной и опорной волн являются Фурье-образами и объекта, и опорного источника, то голограмму называют голограммой Фурье. При этом фронт опорной волны и фронты элементарных волн, рассеянных отдельными точками объекта, имеют одинаковую кривизну. В результате структура и свойства голограммы практически такие же, как у голограммы Фурье. [3]
В другом способе [93] инвариантность к смещению обеспечивается сравнением текста с голограммой Фраунгофера, изготовленной в дальней зоне. [4]
Приведенные в табл. 1 § 4.1 результаты для осевой голографи-ческой системы Френеля применимы и для осевых голограмм Фраунгофера, рассматриваемых в настоящем параграфе. Важное отличие, однако, состоит в том, что в голограммах Фраунгофера поля обоих сопряженных восстановленных изображений не интерферируют в значительной степени друг с другом, как в случае осевой голограммы Френеля. Благодаря этому голография Фраун-гофера нашла большое прак-тическое применение, тогда как осевая голография Френеля по существу не используется. [5]
Голограммы, приведенные в § 1.2 в качестве примеров голограмм Френеля с осевым опорным пучком, на самом деле являются голограммами Фраунгофера, что объясняется характером выбранного объекта. В частности, случай 1 относится к точечному объекту. Разумеется, в этом случае изображение не может не находиться в дальней зоне. Изображение такого точечного объекта, формируемое голограммой, является мерой импульсного отклика всей системы. Поскольку в примере используется фотопленка большого размера, вид функции импульсного отклика будет определяться пределом разрешения среды и / или недостаточно хорошей когерентностью освещающего пучка. В случае 3, рассмотренным в § 1.2, исследуется влияние конечных размеров регистрирующей среды, и, поскольку рассматриваемый объект снова точечный, полученные результаты непосредственно применимы к голограммам Фраунгофера. [6]
При удалении регистрирующей среды от источников О и О2 в бесконечность ( область VI) получим голограмму, которую принято называть голограммой Фраунгофера. Практически регистрирующая среда не удалится в бесконечность, это условно выполняется с помощью оптических элементов, расположенных между объектом и регистрирующей средой. [7]
Аберрации голограмм обсуждались в § 2.5. Из приведенного в данном параграфе материала можно видеть, что в общем случае голограммы Фурье имеют меньшие аберрации, чем голограммы Фраунгофера Так, например, сферическая аберрация всегда может быть устранена. Голограмма Фурье - Фраунгофера, при записи которой объект и опорный источник оказываются в бесконечности, вообще обеспечивает единственный на практике случай, когда из плоской голограммы можно восстановить свободное от аберраций изображение, даже если восстанавливающий источник не находится относительно голограммы точно в том же самом месте, которое занимал опорный источник при записи. Дело в том, что голограмма вносит аберрации лишь тогда, когда она изменяет кривизну волнового фронта падающей на нее волны. [8]
Таким образом, изменяя расстояние между объектом и фотопластинкой, можно получить различные типы голограмм, в частности с увеличением этого расстояния голограммы Френеля будут переходить в голограммы Фраунгофера, а с уменьшением - в голограммы сфокусированного изображения. [9]
Эти голограммы получаются при интерференции плоского опорного пучка с дифракционными картинами дальнего поля объекта. Голограммы Фурье представляют собой частный случай голограмм Фраунгофера, когда плоскость записи находится в задней фокальной плоскости записывающей линзы, так что постоянная составляющая находится в начале координат. Поскольку интерферирующие волновые фронты плоские, полосы представляют собой прямые линии. Это свойство позволяет полностью использовать разрешение среды, а также, как будет показано в разд. Восстанавливающий источник должен быть монохроматическим. [10]
Приведенные в табл. 1 § 4.1 результаты для осевой голографи-ческой системы Френеля применимы и для осевых голограмм Фраунгофера, рассматриваемых в настоящем параграфе. Важное отличие, однако, состоит в том, что в голограммах Фраунгофера поля обоих сопряженных восстановленных изображений не интерферируют в значительной степени друг с другом, как в случае осевой голограммы Френеля. Благодаря этому голография Фраун-гофера нашла большое прак-тическое применение, тогда как осевая голография Френеля по существу не используется. [11]
Различают еще голограммы Френеля, которые образуются в том случае, когда каждая точка предмета посылает на регистрирующую среду сферическую волну. По мере увеличения расстояния между объектом и регистрирующей средой голограммы Френеля переходят в голограммы Фраунгофера, а с уменьшением этого расстояния - в голограммы сфокусированных изображений. [12]
Голограмма Фраунгофера получается, если она находится в дальней зоне дифракционной картины, образуемой на объекте. Тогда требуется создание коллимированного пучка. На рис. 42.4, а изображена принципиальная схема получения голограммы Фраунгофера, а на рис. 42.4, б схема восстановления изображения с голограммы. Процесс записи и восстановления понятен из рисунков. [13]
В общем случае, если объект расположен близко к голографи-ческому записывающему устройству, регистрируется то, что называется голограммой Френеля. Для опорных волн определенной формы существуют исключения, которые мы обсудим в разд. Понятие, выражаемое словами: Насколько близко расположены. Если объект мал и находится всего лишь в нескольких сантиметрах от голограммы, мы все же получим то, что называется голограммой Фраунгофера. Это случай, когда объект достаточно мал или находится достаточно далеко от голограммы, так что голограмма оказывается в области Фраунгофера или в области дальнего поля объекта. [14]
Голограммы, приведенные в § 1.2 в качестве примеров голограмм Френеля с осевым опорным пучком, на самом деле являются голограммами Фраунгофера, что объясняется характером выбранного объекта. В частности, случай 1 относится к точечному объекту. Разумеется, в этом случае изображение не может не находиться в дальней зоне. Изображение такого точечного объекта, формируемое голограммой, является мерой импульсного отклика всей системы. Поскольку в примере используется фотопленка большого размера, вид функции импульсного отклика будет определяться пределом разрешения среды и / или недостаточно хорошей когерентностью освещающего пучка. В случае 3, рассмотренным в § 1.2, исследуется влияние конечных размеров регистрирующей среды, и, поскольку рассматриваемый объект снова точечный, полученные результаты непосредственно применимы к голограммам Фраунгофера. [15]