Cтраница 2
В следующем параграфе показано, что дифференцирующий эффект может быть однократным, двукратным и многократным. Из голограммы же, полученной с рассеивателем, силуэтное изображение восстанавливается без заметного подчеркивания контура. Переход от бинарных голограмм к многоградационным также снижает эффект дифференцирования и приводит к заполению световой энергией внутренней части изображения объекта. [16]
Бинарные голограммы имеют большую теоретическую эффективность, чем обычные голограммы. Экспериментальные результаты подтверждают эти выводы. В случае получения бинарных голограмм значительно облегчается процесс фотографического уменьшения, поскольку не нужно заботиться о линейности фотографического процесса. Следующее преимущество бинарных голограмм заключается в том, что они характеризуются меньшим уровнем шума, обусловленного зернистостью фотографического слоя. В тех местах голограммы, где рассеивающих частиц мало, прозрачность близка к единице, а в участках с нулевым пропусканием слоя имеет место полное поглощение и рассеяние отсутствует. [17]
Все известные способы синтеза и записи цветных голограмм предполагают расчет трех отдельных голограмм, соответствующих красному, зеленому и синему цветам объекта, и отличаются только методом записи таких голограмм. Так, в 1124 ] предлагается синтезировать три бинарные голограммы с разными пространственными несущими, в [130, 131] рассматриваются возможности записи таких голограмм в различных слоях: цветной фотопленки посредством фотографирования их с экрана электронно-лучевой трубки за соответствующими светофильтрами. Для восстановления таких голограмм, как правило, используется лазер, дающий три разные по цвету линии, а цветное изображение объекта формируется в фокальной плоскости линзы, выполняющей преобразование Фурье. При этом каждый слой избирает свою компоненту луча и восстанавливает свое изображение. Поскольку спектральная избирательность красителей цветных фотографических эмульсий невысока, возможны искажения цветов за счет взаимного влияния слоев. Эти искажения можно уменьшить, если кроме записи голограмм в разные слои производить также пространственное разделение цветоделенных голограмм либо путем их сдвига друг относительно друга, либо путем пространственного чередования этих элементов. Кроме того, это взаимное влияние может быть компенсировано путем соответствующей коррекции значений амплитуды и фазы голограммы, записываемой в каждый слой. [18]
В этом способе кодирования при больших значениях фазы Ф ( г, s) и малых значениях амплитуды F ( r, s) при записи возможно смещение одного из пятен в соседнюю элементарную ячейку голограммы. При этом амплитуда передается смещением пятен друг относительно друга вдоль оси т ], а изображение восстанавливается в ( 1 1) порядке дифракции, а не в ( 1 0), как ранее. На рис. 4.18 приведено изображение, восстановленное с бинарной голограммы Фурье, записанной по методу Хаскеля. Голограмма, содержащая 64 X 64 отсчета, отображалась на экране дисплея Tektronix 611 и фотографировалась-с уменьшением на обычную 35 мм фотопленку. [19]
Все описанные в § 4.1 методы ориентированы на использование для записи сред и устройств записи, способных передать много градаций записываемого сигнала. Но большее распространение имеют устройства бинарного типа, которые, как, например, стандартные графопостроители для ЦВМ, способны передавать только два уровня сигнала. Для записи голограмм с помощью таких устройств были предложены методы, которые получили название методов бинарных голограмм. [20]
Бинарные голограммы имеют большую теоретическую эффективность, чем обычные голограммы. Экспериментальные результаты подтверждают эти выводы. В случае получения бинарных голограмм значительно облегчается процесс фотографического уменьшения, поскольку не нужно заботиться о линейности фотографического процесса. Следующее преимущество бинарных голограмм заключается в том, что они характеризуются меньшим уровнем шума, обусловленного зернистостью фотографического слоя. В тех местах голограммы, где рассеивающих частиц мало, прозрачность близка к единице, а в участках с нулевым пропусканием слоя имеет место полное поглощение и рассеяние отсутствует. [21]
Другое преимущество бинарной голограммы в сравнении с серой голограммой состоит в том, что она направляет на восстанавливаемое изображение большую часть из падающего на нее света. Помимо более высокой светоотдачи преимущество бинарной голограммы состоит в том, что при восстановлении возникает меньше шумов от света, рассеянного зернистой структурой фотоэмульсии. Бинарная голограмма может быть вычерчена плоттером. Восстановленное с бинарной голограммы в когерентном свете изображение имеет все свойства изображения, получаемого с обычной голограммы. [22]
Мы остановимся здесь лишь на качественном объяснении процесса восстановления, позволяющем наглядно понять способ формирования фазового фронта волны. Рассмотрим сечение бинарной голограммы Ломана, показанное на рис. 4.14. Пусть три точки 1 3 4, соответствующие 3 отсчетам математической голограммы, имеют нулевую фазу и расположены в регулярных точках решетки. Точка 2 имеет отличный от нуля фазовый угол, например ср. Хотя эти методы были предложены для записи бинарных голограмм с помощью стандартных графопостроителей для ЦВМ, тем не менее они могут быть использованы для записи голограмм с помощью других устройств записи. [23]
Дальнейшее упрощение, используемое во многих методах синтеза голограмм, состоит в том, что для передачи амплитудных и фазовых соотношений используется ступенчатая функция. Предельным значением ступенчатой функции является бинарная функция, которая может принимать только два значения: либо ноль, либо единицу. Полученные таким образом синтезированные голограммы называются бинарными. Это упрощение позволяет совместить отображение рисунка голограммы с техническими данными большинства выходных устройств ЭВМ, так как многие графопостроители, стоящие на выходе вычислительных машин, в состоянии записывать лишь два предельных значения пропускания - единицу и нуль. При этом значительно облегчается последующая фоторегистрация уменьшенной голограммы, поскольку не нужно заботиться о линейности фотографического процесса. Бинарные голограммы характерируются меньшим уровнем шума, обусловленного зернистостью фотографического слоя. В тех местах голограммы, где рассеивающих частиц мало, прозрачность близка к единице, а на участках с нулевым пропусканием слоя имеет место полное поглощение, и рассеяние отсутствует. Следующее преимущество бинарных голограмм по сравнению с обычными голограммами ( имеющими косинусоидальное пространственное почернение) заключается в том, что они имеют большую теоретическую эффективность и экспериментальные данные подтверждают это. [24]
Дальнейшее упрощение, используемое во многих методах синтеза голограмм, состоит в том, что для передачи амплитудных и фазовых соотношений используется ступенчатая функция. Предельным значением ступенчатой функции является бинарная функция, которая может принимать только два значения: либо ноль, либо единицу. Полученные таким образом синтезированные голограммы называются бинарными. Это упрощение позволяет совместить отображение рисунка голограммы с техническими данными большинства выходных устройств ЭВМ, так как многие графопостроители, стоящие на выходе вычислительных машин, в состоянии записывать лишь два предельных значения пропускания - единицу и нуль. При этом значительно облегчается последующая фоторегистрация уменьшенной голограммы, поскольку не нужно заботиться о линейности фотографического процесса. Бинарные голограммы характерируются меньшим уровнем шума, обусловленного зернистостью фотографического слоя. В тех местах голограммы, где рассеивающих частиц мало, прозрачность близка к единице, а на участках с нулевым пропусканием слоя имеет место полное поглощение, и рассеяние отсутствует. Следующее преимущество бинарных голограмм по сравнению с обычными голограммами ( имеющими косинусоидальное пространственное почернение) заключается в том, что они имеют большую теоретическую эффективность и экспериментальные данные подтверждают это. [25]