Atspindinti holograma Yu.N. Denisyukas

Interferencija stebima sudėjus dvi bangas, kai su sąlyga, kad jos yra koherentinės, t.y. tarp šių bangų pastovus fazių skirtumas, atsiranda būdingas erdvinis šviesos intensyvumo pasiskirstymas – interferencinis modelis. Fotografinio detektoriaus plokštelė tai užfiksuoja kintančiomis šviesiomis ir tamsiomis juostelėmis arba interferograma.

Liekamiesiems įtempimams nustatyti buvo naudojama ir įprastinė interferometrija, tačiau šį darbą buvo galima atlikti tik gerai įrengtoje laboratorijoje: reikėjo specialiai paruošti tiriamo objekto paviršių, suteikiant jam tinkamą formą, specialų apšvietimą ir įrangą.

Kai buvo sukurtas lazeris, t.y. spinduliuotės šaltinis, turintis didelę erdvinę ir laiko koherentiškumą, pradėjo kurtis optinė holografija – objekto išsklaidytų šviesos bangų fiksavimo ir atkūrimo būdas, pernešantis informaciją apie jo formą (t.y. trimatį objekto vaizdą). Kai kurie interferometrijos metodai tapo labai supaprastinti, nes buvo pašalintos apšvietimo ir paviršiaus paruošimo problemos.

Pagrindinė Leith-Upatnieks hologramos įrašymo optinė schema parodyta 4 paveiksle. Lazerio spindulį 1 išplečia lęšis 2 ir peršviečiamas veidrodis 3 padalija į dvi dalis. Viena dalis yra atskaitos spindulys (RL), jis praeina pro veidrodį ir tuoj pat krenta ant fotografijos plokštelės-detektoriaus 5. Antroji dalis, atsispindėjusi nuo veidrodžio, apšviečia objektą 4 ir, difuziškai jo išsklaidyta, pereina pro objektyvą. 6 ir taip pat nukrenta ant detektoriaus. Tai objekto spindulys (SL).

4 pav. Leith-Upatnieks hologramos įrašymo schema:

1 - lazeris; 2 - objektyvas; 3 - permatomas veidrodis; 4 - objektas; 5 - fotografijos plokštelės detektorius; 6 - objektyvas padidinimo režimu.

OL – atskaitos spindulys, PL – objekto spindulys.

Hologramos registracijos schema pagal Yu.N. Denisyukas

Hologramos registravimo schema, kurią pasiūlė Yu.N. Denisyukas, parodytas 5 paveiksle.

5 pav. – Yu.N. hologramos įrašymo schema. Denisyukas.

Tokioje schemoje registruojant hologramą, įrašymo terpės tūryje susidaro daug iš dalies spinduliuotę atspindinčių paviršių, vadinamų sluoksniais, kurie veikia kaip atspindintis trukdžių filtras. Net 10-12 mikronų storio įrašymo terpėje šių sluoksnių skaičius gali būti didesnis nei 50. Didelis hologramoje esančių dalinai atspindinčių paviršių skaičius lemia didelį jų spektrinį selektyvumą, leidžiantį atkurti ant jų įrašytą vaizdą. baltoje šviesoje. Tokios hologramos vadinamos Yu.N. Denisyuk arba atspindinčios tūrinės hologramos. Reikėtų pažymėti, kad garsioji Lippmann nuotrauka iš esmės yra ypatingas Denisyuko hologramos atvejis.

2012 m. lapkričio 23 d

NICE interaktyvi įmonė

Aš ir toliau pildau savo draugų prašymus nuo mėnesio. Mėnuo jau eina į pabaigą, o man dar toli iki jūsų klausimų eilės. Šiandien analizuojame, aptariame ir papildome užduotį trudnopisaka :

Trimačių hologramų kūrimo technologijos. Ar jie nepermatomi? Kaip galima palyginti jų sukūrimo energijos sąnaudas? Kokios plėtros perspektyvos?

Holografija remiasi dviem fizikiniais reiškiniais – šviesos bangų difrakcija ir interferencija.

Fizinė idėja yra ta, kad kai du šviesos pluoštai yra vienas ant kito, tam tikromis sąlygomis atsiranda interferencijos modelis, ty erdvėje atsiranda šviesos intensyvumo maksimumai ir minimumai (tai panašu į tai, kaip susikerta dvi bangų sistemos ant vandens). kintamosios amplitudės bangų maksimumai ir minimumai). Kad šis trukdžių modelis būtų stabilus stebėjimui reikalingą laiką ir būtų registruojamas, dvi šviesos bangos turi būti suderintos erdvėje ir laike. Tokios nuoseklios bangos vadinamos koherentinėmis.

Jei bangos susitinka fazėje, jos susilieja viena su kita ir sukuria bangą, kurios amplitudė lygi jų amplitudių sumai. Jei jie susitiks priešfazėje, jie panaikins vienas kitą. Tarp šių dviejų kraštutinių padėčių stebimos skirtingos bangų pridėjimo situacijos. Gautas dviejų koherentinių bangų pridėjimas visada bus stovinti banga. Tai reiškia, kad trukdžių modelis laikui bėgant bus stabilus. Šis reiškinys yra hologramų kūrimo ir rekonstrukcijos pagrindas.


Įprasti šviesos šaltiniai nėra pakankamai nuoseklūs, kad juos būtų galima naudoti holografijoje. Todėl 1960 m. išrastas optinis kvantinis generatorius arba lazeris – nuostabus spinduliuotės šaltinis, turintis reikiamą koherentiškumo laipsnį ir galintis skleisti tik vieną bangos ilgį, turėjo lemiamos reikšmės jo plėtrai.

Dennisas Gaboras, tyrinėdamas vaizdo įrašymo problemą, sugalvojo puikią idėją. Jo įgyvendinimo esmė yra tokia. Jei koherentinės šviesos pluoštas yra padalintas į dvi dalis, o užfiksuotas objektas apšviečiamas tik viena spindulio dalimi, antrąją dalį nukreipiant į fotografinę plokštę, tai nuo objekto atsispindėję spinduliai trukdys spinduliams krintant tiesiai į plokštę. nuo šviesos šaltinio. Šviesos spindulys, patenkantis į plokštę, buvo vadinamas atskaitos pluoštu, o atspindėtas arba pro objektą einantis spindulys buvo vadinamas objekto spinduliu. Atsižvelgiant į tai, kad šie spinduliai gaunami iš to paties spinduliuotės šaltinio, galite būti tikri, kad jie yra koherentiški. Tokiu atveju plokštelėje susidaręs interferencijos raštas laikui bėgant bus stabilus, t.y. susidaro stovinčios bangos vaizdas.

Gautas trukdžių modelis yra užkoduotas vaizdas, apibūdinantis objektą taip, kaip jis matomas iš visų fotografinės plokštės taškų. Šiame vaizde saugoma informacija apie nuo objekto atsispindinčių bangų amplitudę ir fazę, todėl yra informacijos apie trimatį (tūrinį) objektą.
Objekto bangos ir atskaitos bangos interferencijos modelio fotografinis įrašas turi savybę atkurti objekto vaizdą, jei atskaitos banga vėl nukreipiama į tokį įrašą. Tie. Kai plokštelėje įrašytas vaizdas bus apšviestas atskaitos spinduliu, bus atkurtas objekto vaizdas, kurio vizualiai neįmanoma atskirti nuo tikrojo. Jei žiūrite per plokštę iš skirtingų kampų, galite pamatyti perspektyvų objekto vaizdą iš skirtingų pusių. Žinoma, tokiu stebuklingu būdu gautos fotografinės plokštelės fotografija vadinti negalima. Tai holograma.

1962 metais I. Leithas ir J. Upatnieksas gavo pirmąsias perduodančias tūrinių objektų hologramas, pagamintas naudojant lazerį. Jų pasiūlyta schema naudojama visur vaizdinėje holografijoje:
Į permatomą veidrodį nukreipiamas koherentinės lazerio spinduliuotės spindulys, kurio pagalba gaunami du pluoštai - objekto spindulys ir atskaitos spindulys. Atskaitos spindulys nukreipiamas tiesiai į fotografinę plokštę. Objekto spindulys apšviečia objektą, kurio holograma yra įrašyta. Nuo objekto atsispindėjęs šviesos spindulys – objekto spindulys – atsitrenkia į fotografinę plokštę. Plokštės plokštumoje du pluoštai - objekto spindulys ir atskaitos pluoštas - sudaro sudėtingą interferencijos modelį, kuris dėl dviejų šviesos pluoštų darnos laiko atžvilgiu išlieka nepakitęs ir yra stovinčios bangos vaizdas. Belieka jį užregistruoti įprastu fotografiniu būdu.


Japoniškas koncertas su 3D holograma Hatsune Miku

Jei holograma įrašoma tam tikroje tūrinėje terpėje, tai gautas stovinčios bangos modelis vienareikšmiškai atkuria ne tik amplitudę ir fazę, bet ir joje užfiksuotos spinduliuotės spektrinę sudėtį. Ši aplinkybė buvo trimačių (tūrinių) hologramų kūrimo pagrindas.
Tūrinių hologramų veikimas pagrįstas Braggo difrakcijos efektu. Dėl storasluoksnėje emulsijoje sklindančių bangų interferencijos susidaro plokštumos, kurios apšviečiamos didesnio intensyvumo šviesa. Sukūrus hologramą, atvirose plokštumose susidaro juodi sluoksniai. Dėl to susidaro vadinamosios Braggo plokštumos, kurios turi savybę iš dalies atspindėti šviesą. Tie. emulsijoje sukuriamas trimatis interferencinis raštas.

Tokia storasluoksnė holograma leidžia efektyviai rekonstruoti objekto bangą, jei įrašymo ir rekonstrukcijos metu atskaitos pluošto kritimo kampas išlieka nepakitęs. Restauravimo metu taip pat negalima keisti šviesos bangos ilgio. Toks tūrinės perdavimo hologramos selektyvumas leidžia plokštelėje įrašyti iki kelių dešimčių vaizdų, atitinkamai keičiant etaloninio pluošto kritimo kampą įrašymo ir rekonstrukcijos metu.

Tūrinių hologramų perdavimo įrašymo schema yra panaši į Leith-Upatnieks schemą dvimatėms hologramoms.

Rekonstruojant tūrinę hologramą, priešingai nei plokščias perdavimo hologramas, susidaro tik vienas vaizdas dėl rekonstrukcijos pluošto atspindėjimo nuo hologramos tik viena kryptimi, kurią lemia Bragg kampas.

Atspindinčios tūrinės hologramos įrašomos naudojant kitą schemą. Šių hologramų kūrimo idėja priklauso Yu.N. Todėl tokio tipo hologramos žinomos jų kūrėjo vardu.

Atskaitos ir objekto šviesos pluoštai formuojami naudojant skirstytuvą ir nukreipiami per veidrodį į plokštę iš abiejų pusių. Objekto banga apšviečia fotografinę plokštę iš emulsijos sluoksnio pusės, o atskaitos banga apšviečia fotografinę plokštę iš stiklo pagrindo pusės. Esant tokioms įrašymo sąlygoms, Braggo plokštumos yra beveik lygiagrečios fotografinės plokštės plokštumai. Taigi fotosluoksnio storis gali būti palyginti mažas.
Pateiktoje diagramoje objekto banga generuojama iš perdavimo hologramos. Tie. Pirmiausia, naudojant aukščiau aprašytą technologiją, gaminamos paprastos perdavimo hologramos, o tada iš šių hologramų (kurios vadinamos pagrindinėmis hologramomis) Denisyuk hologramos daromos kopijavimo režimu.

Pagrindinė atspindžių hologramų savybė yra galimybė atkurti įrašytą vaizdą naudojant baltos šviesos šaltinį, pavyzdžiui, kaitrinę lempą ar saulę. Ne mažiau svarbi savybė yra hologramos spalvų selektyvumas. Tai reiškia, kad atkūrus vaizdą balta šviesa, jis bus atkurtas tokia spalva, kokia buvo įrašyta. Jei, pavyzdžiui, įrašymui buvo naudojamas rubino lazeris, atkurtas objekto vaizdas bus raudonas.

Unikali 3D holograma GUM!

Atsižvelgiant į spalvų selektyvumo savybę, galima gauti spalvotą objekto hologramą, tiksliai perteikiančią jo natūralią spalvą. Norėdami tai padaryti, įrašant hologramą būtina sumaišyti tris spalvas: raudoną, žalią ir mėlyną arba nuosekliai eksponuoti fotografinę plokštelę šiomis spalvomis. Tiesa, spalvotų hologramų įrašymo technologija dar tik eksperimentinėje stadijoje ir pareikalaus didelių pastangų bei eksperimentų. Pastebėtina, kad daugelis apsilankiusiųjų hologramų parodose paliko visiškai pasitikėdami, kad matė trimačius spalvotus vaizdus!

Ryšio technologija naudojant tūrines hologramas, pirmą kartą aprašyta Žvaigždžių karuose prieš 30 metų, atrodo, tampa realybe. 2010 m. Arizonos universiteto fizikų komanda sugebėjo sukurti judančių 3D vaizdų perdavimo ir peržiūros realiuoju laiku technologiją. Arizonoje įsikūrę kūrėjai savo darbą vadina „holografinio 3D telepresence“ prototipu. Iš tikrųjų šiandien rodoma technologija yra pirmoji pasaulyje praktiška 3D sistema, skirta perduoti tikrai 3D vaizdus, ​​​​nereikia stereoskopinių akinių.

"Holografinis telebuvimas reiškia, kad galime įrašyti 3D vaizdą vienoje vietoje ir rodyti jį 3D formatu per hologramą kitoje vietoje, esančioje už daugelio tūkstančių kilometrų. Rodymas gali būti rodomas realiu laiku", - sako tyrimų direktorius Nasseris Peihambarianas.


Norint sukurti objekto virtualios instaliacijos (3D hologramos) efektą, montavimo vietoje ištempiamas specialus projekcinis tinklelis. Projekcija ant tinklelio atliekama naudojant vaizdo projektorių, kuris yra už šio tinklelio 2-3 metrų atstumu. Idealiu atveju projekcinis tinklelis yra ištemptas ant santvaros konstrukcijos, kuri yra visiškai išklota tamsiu audiniu, kad patamsintų ir sustiprintų efektą. Sukuriamas tamsaus kubo panašumas, kurio pirmame plane atsiskleidžia 3D vaizdas. Geriau, kad veiksmas vyktų visiškoje tamsoje, tada bus matomas ne tamsus kubas ir tinklelis, o tik 3D holograma!

Esamos 3D projekcijos sistemos gali sukurti arba statines puikaus gylio ir skiriamosios gebos hologramas, arba dinamines, tačiau jas galima žiūrėti tik tam tikru kampu ir daugiausia per stereoskopinius akinius. Naujoji technologija apjungia abiejų technologijų privalumus, tačiau trūksta daugelio jų trūkumų.

Naujos sistemos esmė yra naujas fotografinis polimeras, kurį sukūrė Nitto Denko, Kalifornijoje įsikūrusi elektroninių medžiagų tyrimų laboratorija.

Naujojoje sistemoje 3D vaizdas įrašomas keliomis kameromis, fiksuojančiomis objektą iš skirtingų pozicijų, o po to užkoduojamas į skaitmeninį itin greitą lazerinį duomenų srautą, kuris sukuria holografinius pikselius (hogelius) ant polimero. Pats vaizdas yra optinio lazerių lūžio tarp dviejų polimero sluoksnių rezultatas.

Įrenginio prototipas turi 10 colių nespalvotą ekraną, kuriame vaizdas atnaujinamas kas dvi sekundes – per lėtai, kad susidarytų sklandaus judėjimo iliuzija, tačiau dinamika čia vis tiek yra. Be to, mokslininkai teigia, kad šiandien rodomas prototipas yra tik koncepcija ir ateityje mokslininkai tikrai sukurs spalvotą ir greitai atnaujinamą srautą, kuris sukurs natūralias trimates ir sklandžiai judančias hologramas.

Profesorius Peygambaryanas prognozuoja, kad maždaug po 7-10 metų paprastų vartotojų namuose gali atsirasti pirmosios holografinės vaizdo ryšio sistemos. „Sukurta technologija yra absoliučiai atspari išoriniams veiksniams, tokiems kaip triukšmas ir vibracija, todėl tinka ir pramoniniam diegimui“, – sako kūrėjas.


Holografinis 3D diegimas AGP

Plėtros autoriai teigia, kad viena realiausių ir perspektyviausių plėtros sričių yra telemedicina. „Chirurgai iš įvairių pasaulio šalių galės naudoti technologiją, kad galėtų stebėti operacijas realiu laiku trimis aspektais ir dalyvauti operacijoje“, – teigia mokslininkai. "Visa sistema yra visiškai automatizuota ir valdoma kompiuteriu. Patys lazerio signalai yra koduojami ir perduodami, o imtuvas sugeba pats atvaizduoti vaizdą."

Ir naujausios 2012 m. naujienos šia tema:

Trimačių vaizdų kūrimo technologijos, kurios pastaruoju metu „auga kaip grybai“, įkūnijamos trimačių televizorių ekranų ir kompiuterių ekranų pavidalu, iš tikrųjų nesukuria visaverčio trimačio vaizdo. Užtat stereoskopinių akinių ar kitų gudrybių pagalba į kiekvieno žmogaus akį siunčiami kiek skirtingi vaizdai, o žiūrovo smegenys visa tai sujungia tiesiog galvoje trimačio vaizdo pavidalu. Toks „smurtas“ prieš žmogaus pojūčius ir padidėjęs smegenų krūvis kai kuriems žmonėms sukelia akių ir galvos skausmą. Todėl norint sukurti tikrą trimatę televiziją, reikalingos technologijos, galinčios sukurti tikrus trimačius vaizdus, ​​kitaip tariant, holografiniai projektoriai. Žmonės jau seniai galėjo sukurti aukštos kokybės statines hologramas, tačiau kalbant apie judančius holografinius vaizdus, ​​kyla didelių problemų.

Belgijos nanotechnologijų tyrimų centro „Imec“ mokslininkai sukūrė ir pademonstravo veikiantį naujos kartos holografinio projektoriaus prototipą, pagrįstą mikroelektromechaninės sistemos (MEMS) technologija. Technologijų, kurios yra ant ribos tarp nano ir mikro, naudojimas artimiausiu metu leis sukurti naują ekraną, galintį rodyti judančius holografinius vaizdus.

Naujojo holografinio projektoriaus centre yra plokštelė, ant kurios yra mažytės, pusės mikrono dydžio, judančios šviesą atspindinčios sritys. Ši plokštė apšviečiama šviesa iš kelių lazerių, nukreiptų į ją skirtingais kampais. Reguliuojant padėtį pagal vertikalią atspindinčių trinkelių ašį, galima užtikrinti, kad atsispindėjusios šviesos bangos imtų trukdyti viena kitai, sukurdamos trimatį holografinį vaizdą. Visa tai skamba neįtikėtinai ir atrodo labai sudėtinga, bet vis dėlto vienoje iš paveikslėlių galite pamatyti statišką spalvotą holografinį vaizdą, suformuotą naudojant šiuos mažyčius atspindinčius kilimėlius.

Imec mokslininkai dar nesukūrė ekrano, galinčio apdoroti judančius vaizdus. Tačiau, pasak „Imec NVision“ projekto vadovaujančio tyrėjo Francesco Pessolano: „Mums svarbiausia buvo suprasti pagrindinį principą, kaip jį įgyvendinti ir patikrinti prototipo veikimą technologija ir gali būti gana lengvai įdiegta“. Pagal „Imec“ planus, pirmasis eksperimentinis holografinis projektorius ir jo valdymo sistema turėtų pasirodyti ne vėliau kaip 2012 m. viduryje ir tikėtina, kad tai nebus masyvus dalykas, nes kokybiškam vaizdui sukurti reikia 400 mlrd. galima padėti ant mygtuko dydžio lėkštės. Taigi dabar laukti nereikia ilgai, o vėliau žmonės galės pamiršti įprastus ekranus bei ekranus ir visiškai pasinerti į virtualų trimatį pasaulį.

Kokios šios krypties perspektyvos? Manau čia jie...

Tsoi holograma scenoje

Tupac Shakur holograma

Man taip pat patiko - http://kseniya.do100verno.com/blog/555/12 012 - pažiūrėkite...

Kas dar žino šiuolaikinius holografinio vaizdo atkūrimo būdus?

Medžiagos paskelbimo data: 2003-12-06

"Mergina su fotoaparatu" - impulsinis atspindys 30x40 cm 1994 m. Autorius – Aleksandras Akilovas.

Labai seniai, 1968-aisiais, kai dar mokiausi 10 klasėje, man pasisekė apsilankyti NIKFI holografinio kino laboratorijoje. Viktoras Grigorjevičius Komaras, kuris tuomet vadovavo pažangiausiai vaizdinės holografijos krypčiai, parodė man didelio formato hologramas, kadrus iš holografinių plėvelių, lazerius ir supažindino su savo talentingų darbuotojų komanda. Be stulbinančių įspūdžių, namo parsivežiau dėžutę PE-2 fotografinių plokštelių atspindžių hologramoms įrašyti.

Ilgai ieškojau, kur galėčiau gauti bent kokį lazerį, ir galiausiai jį radau Politechnikos institute. Paprašiau prietaiso porą dienų ir nedvejodamas pradėjau kurti hologramą pagal Jurijaus Denisjuko schemą.

Parsinešiau namo betoninę bordiūro plokštę ir užverčiau ją ant lovos (siekdamas slopinti vibracijas). Sukūriau įrašymo grandinę naudodamas spaustukus, spaustukus ir lęšius iš seno mikroskopo. Ir kaip pirmą objektą jis paėmė sidabrinę druskos purtytuvą, pripildytą iki viršaus druskos. Kūrėjas buvo pagamintas pagal NIKFI įrašytą receptą, laimė, namuose buvo daug chemijos fotografavimui. Apskaičiavo ekspoziciją. Tai buvo apie 5 minutes.

Antruoju bandymu ant fotografinės plokštelės pasirodė druskos purtyklės kopija, nesvarbu, ar iš hipererdvės. Neįsivaizduojate, tą akimirką jaučiausi kaip Einšteinas, Kapitsa, ne mažiau. Ateityje šie jaunatviški įspūdžiai nulėmė daug dalykų mano gyvenime.

Dabar, praėjus 35 metams po to man reikšmingo vakaro, su apgailestavimu pastebiu, kad vis dar nerandate mėgėjiškos holografijos dienos metu su ugnimi. Ir čia esmė yra ne lazerių kaina ar įrangos sudėtingumas, ar parduodamos fotografinės medžiagos trūkumas. Tiesiog norint namuose pasidaryti hologramas reikia ne tik gerai išmanyti fiziką, bet ir būti apsėstam minties rašyti erdvę plokštumoje.

Šiek tiek fizikos.

Holografinio vaizdo įrašymo principas yra tas, kad dviejų šaltinių didelės koherencijos stovinčios šviesos bangų interferencijos modelis gali būti įrašytas ant šviesai jautrios emulsijos. Šviesos bangų difrakcija iš vieno iš šių šaltinių ant sukurtos emulsijos fiksuotos struktūros atkuria antrojo šaltinio bangos frontą. Kitaip tariant, difrakcija ir trukdžiai yra nekintami.

Turintiems problemų su fizika pabandysiu paaiškinti „ant pirštų“.

Įsivaizduokite baseiną, pripildytą vandens. Baseine sukuriame bangas naudodami plačią lentą. Gražios bangos, su labai lygiu žingsniu. Bangos pasiekia priešingą baseino sieną, atsispindi ir bėga atgal. Dėl dviejų bangų srautų superpozicijos gauname nuostabų vaizdą. Kalvos kils ir kris, bet nematysime jų bėgiojančių. O įdomiausia tai, kad tarp keterų atsiras taškai, kurie ramiame baseine vandens lygio atžvilgiu nei kils, nei kris. Tai stovinčios bangos. O efektą, sukėlusį šį reiškinį, fizikai vadina INTERFERENCIJA.

Šviesa taip pat yra banga, tik elektromagnetinė. Ir čia bus panašus vaizdas.

Tarkime, kad šviesos banga praėjo per skaidrią fotografinę emulsiją, tada atsispindėjo nuo tam tikro objekto taško ir grįžo atgal. Turėtų pasirodyti toks pat vaizdas kaip ir baseine. Ten, kur yra stacionarūs kylančios stovinčios bangos mazgai, visada bus tamsa, o kur vibruos „eteris“, – šviesa. Ir svarbiausia, šis „zebras“ lieka nejudantis erdvėje.

Išmokome fiksuoti šviesos ir tamsos vaizdą fotografijos metodais.

Fotografinės emulsijos tūryje galima įrašyti stovinčių šviesos bangų vaizdą. Tai bus holograma. Tačiau įsivaizduokite, kad fotografinė plokštelė ar objektas ekspozicijos metu šiek tiek pajudėjo (per pusę bangos ilgio). Interferencinis modelis bus neryškus, o tai reiškia, kad mes tiesiog negausime hologramos.

Jei ekspozicija yra maždaug minutė, turime užtikrinti aukštą grandinės stabilumą.

Tai yra pagrindinė sąlyga norint gauti hologramas naudojant mažos galios lazerius.

Antrasis punktas yra ne mažiau svarbus. Šviesos bangos dažnis (kaip ir bangų baseine) turi išlikti pastovus, kitaip sulauksime keliaujančių trukdžių bangų, o ne stovinčių.

Tokiu atveju taip pat nebus įmanoma užfiksuoti vaizdo. Štai kodėl hologramoms įrašyti reikalingi lazeriai – stabilaus dažnio spinduliuotės šaltiniai. Fizikai juos vadina labai koherentinės spinduliuotės šaltiniais.

Taigi, mes sužinojome, kad norint sėkmingai įrašyti atspindžio hologramą pagal Denisyuko schemą, reikalingas lazeris, pavyzdžiui, neoninis helis, kurio galia nuo 10 iki 25 milivatų.

Nuo vibracijų apsaugota platforma, objektyvas lazerio spinduliui išplėsti, fotografijos plokštelės laikiklis, veidrodžiai su išorine atspindinčia danga (kitaip spindulio atspindys nuo dviejų atspindinčių veidrodžio paviršių sukels žemo dažnio trikdžius, kurie atsiras kaip juosteles ant hologramos). Ir, žinoma, hologramoms įrašyti reikalingos fotografinės plokštelės.

Įprastos fotografinės medžiagos tam netinka, nes... trukdžių rašto dažnis yra proporcingas šviesos bangos ilgiui, todėl fotografinės medžiagos skiriamoji geba turi būti ne mažesnė kaip 6000 eilučių milimetre (mikratų fotojuostos skiriamoji geba ne didesnė kaip 300 eilučių milimetre, o įprastos fotografinės filmas ne daugiau kaip 75).
Šiandien Pereslavlio asociacija „SLAVIC“ gamina holografines fotoplokštes, jautrias helio-neoninio lazerio (623 nanometrų) PFG-03M spinduliuotei.
Fotografinės medžiagos tiekiamos kartu su cheminių medžiagų rinkiniu joms apdoroti. Mėgėjų holografijai geriau naudoti mažus formatus:
- 102x127 mm

- 127x127 mm

- 130x180 mm

Tokio formato fotoplokštę lengva pritvirtinti. Ekspozicija naudojant mažos galios lazerį svyruos nuo 15 iki 45 sekundžių. Kuo trumpesnė ekspozicija, tuo mažesnė tikimybė, kad trukdžių modelis pasislinks įrašant hologramą, ir tuo didesnė sėkmės tikimybė.

Įrenginį sudarys standi platforma (1), paremta pneumatinėmis atramomis (2), kad slopintų išorines vibracijas, registruotas objektas (6), fotoplokštelės laikiklis (4) trijų atraminių taškų pavidalu (3), ekranas ( 5) apsaugoti fotoplokštės galą nuo smūgio lazerio spinduliuote (šviesa, prasiskverbianti į fotoplokštės galą, pakartotinai atsispindi ir sukuria nemalonius trukdžius), lazeris, veidrodis su išorine atspindinčia danga (7) ir trumpas fokusavimo objektyvas (8), kad sudarytų vientisą šviesos spindulį, apšviečiantį sceną.

Keletas patarimų vaizdinės holografijos gerbėjams.

Kaip gauti hologramą?

Pirma, jums reikia lazerio, ir, kaip žinome, jis nėra pigus. Žiūrėti nuorodą:
http://foto-service.ru/advices/1808.php
Antra, mums reikalingos specialios labai didelės skiriamosios gebos (nuo 1500 iki 6000 eilučių milimetre) fotografijos plokščių.
Trečia, fotoplokštelių, skirtų hologramoms įrašyti, jautrumas yra labai mažas (daug mažesnis nei įprastos fotografijos mažiausio jautrumo plėvelės).
Ketvirta, hologramos įrašymas – tai šviesos bangos interferencijos modelio įrašymas, kai atstumai tarp gretimų vaizdo detalių yra beveik du kartus mažesni už bangos ilgį, todėl optinio įrašymo grandinės elementų virpesiai turėtų būti dydžiu mažesni.

Iš tiesų, prieš darydami savo pirmąją hologramą, turėsite pereiti per fizinio eksperimento spyglius ir žvaigždes. Bet jūs galite sutrumpinti kelią į sėkmę, tam patariu pasinaudoti pionierių patirtimi ir tuo pačiu nelipti ant jų grėblio. Žiūrėti nuorodą:
http://foto-service.ru/advices/1793.php

Scenos gylį, kurį galima įrašyti į hologramą, lemia vadinamasis lazerio koherentinis ilgis. Paprastai jis svyruoja nuo centimetro (lazeriniams rodyklėms) iki ketvirčio metro (helio-neoniniams lazeriams).

Įrašant hologramą mažos galios nepertraukiamu lazeriu (būtent tokie įrenginiai yra prieinami paprastam mėgėjui), ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas vibracijos izoliacijos problemoms, nes trikdžių modelio mastu net ramiame bute tiesiogine prasme audringa. Jei profesionalai gali sau leisti holografinius stalus ant pneumatinių atramų, sveriančių keletą tonų, tai įprastame bute, nepažeidžiant kitų gyventojų, holografijai galima skirti ne daugiau kaip rašomojo stalo plotą.

Norėdami sukurti mažo dydžio holografinės instaliacijos karkasą, rekomenduoju naudoti aliuminio vamzdžius, užpildytus klampia derva. Beveik visos įrenginio dalys turėtų būti suprojektuotos sukimosi kūnų pavidalu, nes Tekinimas yra daug pigesnis nei frezavimas, o juo labiau nei šlifavimas.

Ši konstrukcija leidžia iš identiškų elementų, pavyzdžiui, iš konstrukcinio komplekto, surinkti daugybę pakankamai tvirtų konfigūracijų. Beje, daugelis žmonių standumą laiko pagrindiniu instaliacijos veikimo kriterijumi, tačiau taip nėra.

Net ir ketaus stalas vibruos rezonansu su silpnomis garso vibracijomis dėl didelio medžiagos elastingumo. Kitas reikalas, kai vibracijos greitai išnyksta.

Dėl klampaus užpildo nebus rezonansų, todėl nebus ir ilgalaikių vibracijų.

Iš vamzdžių pagamintas rėmas yra standžiai pritvirtintas prie apatinės platformos ant šešių rutulių - vibraciją izoliuojančių atramų. Montavimo pagrindo konstrukcija pagaminta iš metalinės tuščiavidurės dėžės, kuri vėliau užpildoma sausu smėliu arba derva. Viršutinė rėmo dalis suveržiama metaliniu rėmu, ant kurio uždedamas lazeris ir dalis optinių elementų. Lazerio vieta viršuje taip pat yra pagrįsta.

Šiuo atveju konvekciniai srautai iš šilumą skleidžiančių elementų neįtraukiami. Paprastas polietileninis dangtelis, skirtas pašalinti turbulencinius oro srautus, čia nebus nereikalingas. Atskiras optinės grandinės dalis geriau tvirtinti šalto suvirinimo klijais.

Hologramos įrašymas susidūrimo spinduliuose labiausiai tinka pradedantiesiems. Fotografinė plokštelė montuojama priešais objektą ir apšviečiama besiskiriančiu lazerio spinduliu. Tai negali būti paprasčiau.

Tačiau užtikrinti visų iš pažiūros paprastos grandinės elementų stabilumą nėra taip paprasta.
http://foto-service.ru/advices/1796.php

Patariu suprojektuoti skylutes ir optinius laikiklius su mikroreguliavimu iš elementų, suformuotų kaip sukimosi kūnai (žinoma, siekiant sutaupyti). Žiūrėti nuorodą:
http://foto-service.ru/advices/1798.php

Vaivorykštės hologramų įrašymas yra gera pradžia būsimiems menininkams, norintiems dirbti holografinėmis technikomis.

Kiekvienas, bent kartą gyvenime savarankiškai įrašęs hologramą, nepamirš, kaip džiovinant iš juoduojančios šlapios fotografinės plokštelės plokštumos gimsta atspindžiais tviskanti trimatė scena. Tačiau greitai pavargsite taisydami monetų krūvą, fotoaparatą, figūrėlę, laikrodį ar mobilųjį telefoną ir norėsite savo fantazija sukurti ką nors nuostabaus.

Denisyuko schemos pakanka įrašyti daug įdomių efektų, pavyzdžiui, įvairių rūšių interferogramas, nuoseklią kelių objektų registraciją, kad būtų gautas fantastiškos medžiagos tūrių susikirtimo efektas, vietinės emulsijos susitraukimo sukūrimas pseudospalvinimui negilioms scenoms. su juodu fonu ir daugybe kitų efektų. Tačiau išties fantastiškų galimybių kurti ekspresyvias menines technikas, net kurti spalvines kompozicijas suteikia vaivorykštės hologramos technika.

Pagrindinė hologramos įrašymo schema




1 - lazeris, 2 - cilindrinis lęšis (stiklo strypas), 3 ir 5 - veidrodžiai, 4 - pluošto skirstytuvas difrakcijos gardelės pavidalu, kurį galima sintetinti holografiškai (tam reikia maksimaliai sumažinti triukšmą), 6 - difuzorius formos matinio stiklo, 7 - fotografinė plokštelė, 8 - įrašyta scena.

Pirmiausia išvardysiu pranašumus, kuriuos suteikia pateikta originalios hologramos įrašymo siauros horizontalios juostelės pavidalu schema:
- žemas trukdžių vaizdo dažnis leidžia naudoti jautresnes fotografines medžiagas ir sumažinti ekspozicijos laiką didumo tvarka;
- gauti išsklaidytą apšvietimą, kad būtų galima efektyviau registruoti veidrodinius ir labai akinančius paviršius;
- įrašyti pseudospalvines kompozicijas;
- žymiai sumažinti trukdžių kraštelių kontrastą įrašant lazeriniais diodais (tai palengvina difuzoriaus šviečiančio paviršiaus ilgis);
- pateiktoje schemoje yra mažesnis elementų skaičius, palyginti su klasikine žymėjimo schema pagal Bentoną.

Vaivorykštės kopijos įrašymo schema.

1 - lazeris, 2 - cilindrinis objektyvas, 3 ir 5 veidrodžiai, 4 - difrakcijos grotelės, 6 - sferinis lęšis, 7 - pagrindinė holograma, 8 - didelis cilindrinis objektyvas su fokusavimu pagrindinės hologramos plokštumoje, 9 - fotografinė plokštelė įrašymui vaivorykštės kopija.

Vaivorykštės hologramos kūrimas vyksta dviem etapais:
- pagrindinės hologramos įrašymas;
- vaivorykštės kopijos registravimas (šeimininkas turi būti pasuktas taip, kad būtų gautas realus vaizdas cilindrinio objektyvo plokštumoje)

Aukštos kokybės vaivorykštės holograma ant storos emulsijos (vadinamoji 3D holograma) gali būti įrašyta tik naudojant didelį cilindrinį lęšį, kuris leidžia atkurti tikrosios vienos spalvos diafragmos vaizdą be nemalonių vaizdo ryškumo pokyčių. visą diafragmą (turint omenyje Braggo efektą tirštoje emulsijoje). Didelis cilindrinis lęšis nėra lengvas, o užsakymas yra brangus. Geriau pasigaminti jį patiems skysto lęšio pavidalu, kaip ir pirmuosiuose televizoriuose. Norėdami tai padaryti, organinio stiklo lakštą galite sulenkti, supjaustyti taip, kad jį būtų galima įkišti į stačiakampį juodą rėmą ir užsandarinti. Priekinis plokščias lęšio paviršius gali būti pagamintas iš holografinės plokštės, nuplaunamos iš emulsijos. Į optinį indą, gautą iš skaidrių sienelių, geriau supilti distiliuotą vandenį. Galite pritvirtinti fotografinę plokštelę, kad užregistruotumėte vaivorykštės kopiją tiesiai prie plokščio stiklo, sudrėkinto skaidriu skysčiu. Kapiliarinis efektas gali užfiksuoti fotografinę medžiagą geriau nei bet kuri spyruoklė.

Aukščiau pateikta schema leidžia naudoti paprasčiausius optinius elementus, nes po balinimo dulkių dalelių difrakcijos triukšmo praktiškai nesimato, o vaizdo ryškumas bus puikus.

Įrašant vieną vaivorykštės kopiją iš dviejų ar daugiau pagrindinių juostų, paslinktų vertikaliai (mes atsižvelgiame į jų padėtį grandinės koordinatėse), sukuriamas įvairiaspalvių sintezuotos scenos elementų efektas.

Tokias vaivorykštės hologramas galima atkurti įprasta kaitinama lempa, tarsi jos būtų atspindinčios, spaudžiant įprastą veidrodį iš užpakalio.

Siūloma vaivorykštės hologramų įrašymo schema puikiai veikia su diodu pumpuojamu kietojo kūno žaliuoju lazeriu (20 mW, kurio koherencijos ilgis apie 10 metrų). Profesionaliam holografo menininko darbui daugiau nei pakanka naudoti buitines fotoplokštes VRP arba FPR (jautrumas 0,5 J/m2).
http://www.laser-compact.ru/products/LCMS111.shtml

O jei turite ir menininko dovaną, ir aistrą gamtos mokslams, niekas nesutrukdys jums sukurti tikrų šedevrų.

Labiausiai paplitęs ir plačiausiai naudojamas objektų vaizdų įrašymo būdas yra fotografija. Fotografuojant šviesos bangų intensyvumo pasiskirstymas fiksuojamas dvimatėje objekto vaizdo projekcijoje nuotraukos plokštumoje.

Todėl, kad ir kokiu kampu žiūrėtume į fotografiją, naujų kampų nematome. Taip pat nematome objektų, esančių fone ir paslėptų priekyje. Perspektyva nuotraukoje matoma tik pasikeitus santykiniams objektų dydžiams ir jų vaizdo aiškumui.

Holografija yra vienas iš nuostabiausių šiuolaikinio mokslo ir technologijų pasiekimų. Pavadinimas kilęs iš graikų kalbos žodžių holos – užbaigtas ir grapho – rašyti, o tai reiškia visišką vaizdo įrašą.

Holografija iš esmės skiriasi nuo įprastos fotografijos tuo, kad šviesai jautri medžiaga fiksuoja ne tik objekto išsklaidytų šviesos bangų intensyvumą, bet ir fazę, pernešančią visą informaciją apie jo trimatę struktūrą. Kaip tikrovės atvaizdavimo priemonė, holograma turi unikalią savybę: skirtingai nuo fotografijos, kuri sukuria plokščią vaizdą, holografinis vaizdas gali atkurti tikslią trimatę originalaus objekto kopiją. Šiuolaikinės hologramos stebimos, kai apšviečiamos įprastiniais šviesos šaltiniais, o visas tūringumas kartu su dideliu paviršiaus tekstūros atvaizdavimo tikslumu suteikia visišką buvimo efektą.

Holografija remiasi dviem fizikiniais reiškiniais – šviesos bangų difrakcija ir interferencija.

Fizinė idėja yra ta, kad kai du šviesos pluoštai yra uždengti, tam tikromis sąlygomis atsiranda interferencijos modelis, ty erdvėje atsiranda šviesos intensyvumo maksimumai ir minimumai. Kad šis trukdžių modelis būtų stabilus per stebėjimui reikalingą laiką ir būtų registruojamas, dvi šviesos bangos turi būti suderintos erdvėje ir laike. Tokios nuoseklios bangos vadinamos koherentinėmis.

Gautas dviejų koherentinių bangų pridėjimas visada bus stovinti banga. Tai reiškia, kad trukdžių modelis laikui bėgant bus stabilus. Šis reiškinys yra hologramų kūrimo ir rekonstrukcijos pagrindas.

Įprasti šviesos šaltiniai nėra pakankamai nuoseklūs, kad juos būtų galima naudoti holografijoje. Todėl 1960 m. išrastas optinis kvantinis generatorius arba lazeris – nuostabus spinduliuotės šaltinis, turintis reikiamą koherentiškumo laipsnį ir galintis skleisti tik vieną bangos ilgį, turėjo lemiamos reikšmės jo plėtrai.

Dennisas Gaboras, tyrinėdamas vaizdo įrašymo problemą, sugalvojo puikią idėją. Jo įgyvendinimo esmė yra tokia. Jei koherentinės šviesos pluoštas yra padalintas į dvi dalis, o užfiksuotas objektas apšviečiamas tik viena spindulio dalimi, antrąją dalį nukreipiant į fotografinę plokštę, tai nuo objekto atsispindėję spinduliai trukdys spinduliams krintant tiesiai į plokštę. nuo šviesos šaltinio. Šviesos spindulys, patenkantis į plokštę, vadinamas palaikantis, o spindulys atsispindėjo arba praėjo per objektą tema. Atsižvelgiant į tai, kad šie spinduliai gaunami iš to paties spinduliuotės šaltinio, galite būti tikri, kad jie yra koherentiški. Objekto bangos ir atskaitos bangos interferencijos modelio fotografinis įrašas turi savybę atkurti objekto vaizdą, jei atskaitos banga vėl nukreipiama į tokį įrašą. Tie. Kai plokštelėje įrašytas vaizdas bus apšviestas atskaitos spinduliu, bus atkurtas objekto vaizdas, kurio vizualiai neįmanoma atskirti nuo tikrojo. Jei žiūrite per plokštę iš skirtingų kampų, galite pamatyti perspektyvų objekto vaizdą iš skirtingų pusių. Žinoma, tokiu stebuklingu būdu gautos fotografinės plokštelės fotografija vadinti negalima. Tai holograma.


1962 metais I. Leithas ir J. Upatnieksas gavo pirmąsias perduodančias tūrinių objektų hologramas, pagamintas naudojant lazerį. Į permatomą veidrodį nukreipiamas koherentinės lazerio spinduliuotės spindulys, kurio pagalba gaunami du pluoštai - objekto spindulys ir atskaitos spindulys. Atskaitos spindulys nukreipiamas tiesiai į fotografinę plokštę. Objekto spindulys apšviečia objektą, kurio holograma yra įrašyta. Nuo objekto atsispindėjęs šviesos spindulys – objekto spindulys – atsitrenkia į fotografinę plokštę. Plokštės plokštumoje du pluoštai - objekto spindulys ir atskaitos pluoštas - sudaro sudėtingą interferencijos modelį, kuris dėl dviejų šviesos pluoštų darnos laiko atžvilgiu išlieka nepakitęs ir yra stovinčios bangos vaizdas. Belieka jį užregistruoti įprastu fotografiniu būdu. Gautas interferencijos modelis yra užkoduotas vaizdas, apibūdinantis objektą taip, kaip jis matomas iš visų fotografinės plokštelės taškų. Šiame vaizde saugoma informacija apie nuo objekto atsispindinčių bangų amplitudę ir fazę.

Jei holograma įrašoma tam tikroje tūrinėje terpėje, tai gautas stovinčios bangos modelis vienareikšmiškai atkuria ne tik amplitudę ir fazę, bet ir joje užfiksuotos spinduliuotės spektrinę sudėtį. Ši aplinkybė buvo trimačių (tūrinių) hologramų kūrimo pagrindas. Tūrinių hologramų veikimas pagrįstas Braggo difrakcijos efektu: dėl storasluoksnėje emulsijoje sklindančių bangų interferencijos susidaro plokštumos, kurios apšviečiamos didesnio intensyvumo šviesa.

Sukūrus hologramą, atvirose plokštumose susidaro juodi sluoksniai. Dėl to susidaro vadinamosios Braggo plokštumos, kurios turi savybę iš dalies atspindėti šviesą.

Tie. emulsijoje sukuriamas trimatis interferencinis raštas.

Tokia storasluoksnė holograma leidžia efektyviai rekonstruoti objekto bangą, jei įrašymo ir rekonstrukcijos metu atskaitos pluošto kritimo kampas išlieka nepakitęs. Restauravimo metu taip pat negalima keisti šviesos bangos ilgio. Toks tūrinės perdavimo hologramos selektyvumas leidžia plokštelėje įrašyti iki kelių dešimčių vaizdų, atitinkamai keičiant etaloninio pluošto kritimo kampą įrašymo ir rekonstrukcijos metu.

Rekonstruojant tūrinę hologramą, priešingai nei plokščias perdavimo hologramas, susidaro tik vienas vaizdas dėl rekonstrukcijos pluošto atspindėjimo nuo hologramos tik viena kryptimi, kurią lemia Bragg kampas.

Atspindinčios tūrinės hologramos įrašomos naudojant kitą schemą. Šių hologramų kūrimo idėja priklauso Yu.N. Denisyukas. Todėl tokio tipo hologramos žinomos jų kūrėjo vardu.

Atskaitos ir objekto šviesos pluoštai formuojami naudojant skirstytuvą ir nukreipiami per veidrodį į plokštę iš abiejų pusių. Objekto banga apšviečia fotografinę plokštę iš emulsijos sluoksnio pusės, o atskaitos banga apšviečia fotografinę plokštę iš stiklo pagrindo pusės. Esant tokioms įrašymo sąlygoms, Braggo plokštumos yra beveik lygiagrečios fotografinės plokštės plokštumai. Taigi fotosluoksnio storis gali būti palyginti mažas.

9.4. Integrinių grandynų elementai.

Formos pradžia

INTEGRUOTA GRANDINĖ(IC) – mikroelektroninė grandinė, suformuota ant mažytės plokštelės (kristalo arba „lusto“) iš puslaidininkinės medžiagos, dažniausiai silicio, kuri naudojama elektros srovei valdyti ir stiprinti. Įprastą IC sudaro daugybė tarpusavyje sujungtų mikroelektroninių komponentų, tokių kaip tranzistoriai, rezistoriai, kondensatoriai ir diodai, pagaminti lusto paviršiniame sluoksnyje. Silicio kristalų dydžiai svyruoja nuo maždaug 1,3 x 1,3 mm iki 13 x 13 mm. Integrinių grandynų pažanga paskatino didelio masto ir labai didelio masto integrinių grandynų (LSI ir VLSI) technologijų kūrimą. Šios technologijos leidžia gaminti IC, kurių kiekvienoje yra daug tūkstančių grandinių: viename luste gali būti daugiau nei 1 mln. važiuoklė. IC yra mažesni, greitesni ir patikimesni; Jie taip pat yra pigesni ir mažiau jautrūs gedimui dėl vibracijos, drėgmės ir senėjimo. Miniatiūrizuoti elektronines grandines tapo įmanoma dėl ypatingų puslaidininkių savybių. Puslaidininkis yra medžiaga, kurios elektrinis laidumas (laidumas) yra daug didesnis nei dielektrikas, pavyzdžiui, stiklas, bet žymiai mažesnis nei laidininkai, tokie kaip varis. Puslaidininkinės medžiagos, tokios kaip silicis, kristalinėje gardelėje kambario temperatūroje yra per mažai laisvųjų elektronų, kad būtų užtikrintas didelis laidumas. Todėl gryni puslaidininkiai turi mažą laidumą. Tačiau įvedus į silicį atitinkamą priemaišą, padidėja jo elektrinis laidumas. Priemonės į silicį įvedamos dviem būdais. Stipriam dopingui arba tais atvejais, kai nėra būtina tiksliai kontroliuoti įterptų priemaišų kiekį, dažniausiai naudojamas difuzijos metodas. Fosforo arba boro difuzija paprastai atliekama priedo atmosferoje, esant 1000–1150  C temperatūrai nuo pusvalandžio iki kelių valandų. Implantuojant jonus, silicis yra bombarduojamas didelės spartos legiruojančiais jonais. Implantuotų priemaišų kiekis gali būti reguliuojamas kelių procentų tikslumu; tikslumas kai kuriais atvejais yra svarbus, nes tranzistoriaus stiprinimas priklauso nuo priemaišų atomų, implantuotų 1 cm 2 bazės, skaičiaus.

Tarp daugybės holografijoje naudojamų schemų apsvarstysime tik kai kurias, turinčias būdingų bruožų. Išsamiausiai ištirtos difuziškai išsibarsčiusių objektų hologramų gavimo schemos. Viena iš tokių schemų parodyta fig. 13. Čia nuo objekto atsispindėjusi spinduliuotė kartu su atskaitos banga patenka ant šviesai jautraus sluoksnio.

Kaip lazerio spindulio skirstytuvą patogu naudoti daugiasluoksnį dielektrinį veidrodį, kurio atspindžio koeficientą galima nesunkiai keisti plačiame diapazone, keičiant lazerio spindulio kritimo kampą. Tai leidžia nustatyti reikiamą atskaitos ir signalo pluoštų energijų santykį tiesiog sukant pluošto skirstytuvą ir išvengti nuostolių, kurie atsiranda naudojant slopintuvus.

Besisukantis veidrodis 1 leidžia nesunkiai nustatyti optimalią objekto apšvietimo kryptį, o veidrodis 2 padeda išlyginti atskaitos ir signalo bangų nueitus kelius nuo pluošto skirstytuvo iki hologramos. Jau sakėme, kad kelių skirtumas tarp šių bangų turėtų būti mažesnis už lazerio spinduliuotės koherentinį ilgį.

Atvejis, kai atskaitos banga turi plokščią frontą ir atstumas iki objekto yra gana mažas, atitinka Frenelio holografiją. Kiekvienas objekto taškas šiuo atveju rodomas hologramoje signalo pavidalu su kintamu erdviniu dažniu, kurį lemia kampas tarp atskaitos ir signalo bangų.

Kaip jau minėta, hologramoje įrašytą erdvinį dažnį riboja fotosluoksnio skiriamoji geba. Noras sušvelninti fotosluoksnio raiškos reikalavimus realizuojamas Furjė holografijoje, kur atskaitos banga turi sferinį frontą ir yra sukurta taškinio šaltinio, esančio prieš šviesai jautrų sluoksnį tokiu pat atstumu kaip ir objektas (14 pav.). Čia kiekvienas objekto taškas hologramoje rodomas kaip signalas su pastoviu erdviniu dažniu, kuris yra mažesnis, tuo mažesnis jo atstumas iki atskaitos bangos šaltinio. Kitaip tariant, šiuo atveju tarpas tarp interferencijos kraštų kiekvienam objekto taškui hologramos plokštumoje nekinta. Tai lengva suprasti, jei prieš hologramą pastatysite objektyvą, kuris sferines bangas paverčia plokščiomis.

Ši Furjė holografijos savybė leidžia gauti hologramas su gana mažos skiriamosios gebos fotografinėmis emulsijomis. Šis metodas ypač patogus fotografuojant mažus objektus, nes didėjant atstumui tarp objekto ir atskaitos bangos šaltinio, didėja erdvinis dažnis ir mažėja vaizdo ryškumas. Rekonstruotas vaizdas turi vieną įdomią savybę: abu vaizdai, virtualūs ir realūs, yra toje pačioje plokštumoje ir yra stebimi kartu su atskaitos pluoštu, esančiu tarp jų. Šie vaizdai yra vienodi, bet vienas kito atžvilgiu apversti 180°.

Jei atskaitos bangos sferinio fronto kreivio spindulys palaipsniui didinamas, tai yra, priartinamas prie plokštumos atskaitos bangos atvejo, tada vienas iš rekonstruotų vaizdų palaipsniui tampa ne toks aiškus (dėl defokusavimo), o tai atitinka perėjimas nuo Furjė holografijos prie Frenelio holografijos. Fig. 15 paveiksle parodyta vieno iš tarpinių atvejų atkurto vaizdo nuotrauka, iliustruojanti perėjimą prie Frenelio holografijos. Čia matomas vienas iš rekonstruotų vaizdų kartu su šviesia dėmė, kurią sukuria atskaitos pluoštas. Holograma buvo nufilmuota naudojant impulsinį rubino lazerį.

Be objektų fotografavimo atspindėtoje šviesoje, didelis susidomėjimas yra permatomų ir permatomų objektų hologramų gavimas, ypač norint įrašyti informaciją iš reklamjuosčių. Lazerio spindulys yra padalintas į du pluoštus, kaip parodyta Fig. 16, o vieno iš sijų kelyje įrengtas baneris. Pažymėtina, kad šviesa, einanti per skaidrumą, sklinda pagal geometrinės optikos dėsnius ir hologramoje sudaro vaizdą, artimą šešėliniam. Tokiu atveju neišnaudojama bet kurio hologramos taško galimybė talpinti informaciją apie visą objektą, o stebint atkuriamą vaizdą, fotografuojant hologramą reikia griežtai žiūrėti išilgai skaidrumą apšviečiančio pluošto, nes kitu atveju vaizdo ryškumas smarkiai sumažėja. Siekiant pašalinti šį trūkumą, skaidrumas apšviečiamas per smegenų stiklą, o atstumas nuo šlifuoto stiklo iki skaidrumo neturėtų būti per didelis, nes po šlifavimo šviesos spindulys tampa divergentiškas ir didėjant atstumui iki skaidrumo, apšvietimas pastarųjų mažėja.

Jau pažymėjome, kad objektų tūrio gylį fotografuojant hologramas lemia optinių generatorių laiko darna. Šiuo metu esamų helio-neoninių lazerių, kurie yra tinkamiausi hologramoms gaminti, koherencijos ilgis siekia keliasdešimt centimetrų, todėl objektų tūrio gylis šios reikšmės neturėtų viršyti. Tačiau jei norime gauti hologramą iš kelių objektų vienu metu, išsidėsčiusių vienas po kito dideliame gylyje (žymiai viršijant koherentiškumo ilgį), tai tampa įmanoma naudojant specialius peršviečiamus. Kaip pavyzdį apsvarstykite trijų objektų diagramą, pateiktą Fig. 17.

Signalo spindulys padalijamas naudojant permatomų veidrodžių sistemą, o kiekvienas gautas pluoštas naudojamas apšviesti savo objektų grupę, kurios tūrio gylis yra mažesnis už lazerio koherencijos ilgį. Veidrodžių išdėstymas parenkamas taip, kad kiekviena objektų grupė būtų apšviesta šviesos pluoštu, kurio kelio ilgis iki fotografinės plokštės būtų lygus atskaitos pluošto kelio ilgiui. Veidrodžių skaidrumas turi būti parinktas taip, kad visų objektų apšvietimas būtų vienodas.

Nagrinėjama schema leidžia per vieną ekspoziciją gauti didelio tūrio gylio scenos hologramą. Šiuo atveju lazerio signalo pluošto energija apšviečia visus objektus vienu metu. Galite sumažinti ekspozicijos laiką, jei apšviečiate objektų grupes po vieną pagal tą pačią schemą, ty nuosekliai fotografuojate kiekvieno objekto hologramas toje pačioje fotografinėje plokštelėje. Norėdami tai padaryti, vietoj permatomų veidrodžių reikia naudoti vieną visiškai atspindintį veidrodį, kiekvieną kartą pastatydami jį taip, kad būtų apšviesta tik viena objektų grupė.

Kaip iliustracija pav. 18 parodytos virtualių hologramos vaizdų nuotraukos, gautos aukščiau nurodytu būdu. Šios nuotraukos atitinka fotoaparato fokusavimą skirtinguose gyliuose. Holograma užfiksavo maždaug metro gylyje esančius kubus su raidėmis. Kiekvieno subjekto ekspozicijos laikas buvo kelios sekundės. Holograma buvo nufilmuota naudojant 10 galios helio-neoninį lazerį mw(su viena skersine ir daugybe išilginių virpesių tipų) ant Mikrat 900 fotografinės plokštės.

Reikėtų pažymėti, kad yra daugybė kitų schemų, leidžiančių gauti didelio tūrio gylio hologramas.

Baigdamas turiu pasakyti keletą žodžių apie hologramų fotografavimo procesą. Kadangi ekspozicijos laikas naudojant nuolatinių bangų lazerius svyruoja nuo sekundės dalių iki kelių minučių (priklausomai nuo lazerio galios, plėvelės jautrumo ir objekto dydžio), įvairių grandinės elementų vibracijos vaidina svarbų vaidmenį. Jei vibracijos amplitudė yra panaši į bangos ilgį, tai sukelia trikdžių modelio „ištepimą“ ir hologramos kokybės pablogėjimą. Būtent todėl hologramos dažniausiai fotografuojamos ant gana masyvaus pagrindo, o grandinės elementai tvirtinami gana standžiai. Tai netaikoma pačiam lazeriui, kurio virpesiai neturi didelės įtakos hologramų kokybei.

Natūralu, kad fotografuojant hologramą labai trumpai, vibracijų įtaka mažėja. Jis visiškai pašalinamas impulsinės holografijos atveju, kai ekspozicijos laikas nustatomas pagal lazerio spinduliuotės impulso trukmę, kuri paprastai yra 10 -3 -10 -9 sek.



Ar jums patiko straipsnis? Pasidalinkite su draugais!