. Голографические оптические элементы.
Голограмма может быть использована не только в качестве носителя в закодированном виде изображения исследуемого объекта, но и как оптическое устройство, формирующее изображение. Например, можно использовать голограмму в качестве линзы, дифракционной решётки, светоделителей и других устройств преобразования светового потока.
Одним из известных способов технической реализации объёмной голографической линзы является киноформ. В киноформе профиль изменения фазы светового потока, аналогичный рассмотренному выше , может быть воспроизведён, если в качестве регистрирующей голограмму среды используется бихромированная желатина. Профиль киноформа может рассчитан с помощью ЭВМ или посредством фотографирования колец Ньютона. Киноформы, изготовленные с помощью ЭВМ представляют собой искусственные или синтезированные голограммы. Особенностью синтезированных голограмм является возможность создания на их основе устройств голографического преобразования волновых фронтов, которые другим способом сделать затруднительно или вовсе невозможно. В качестве примера можно указать устройство фокусировки волнового фронта электромагнитной волны, света с заданным распределением амплитуд и фаз на его поверхности в линию произвольной формы или внутрь области, ограниченной заданным контуром.
Другим достаточно широко используемым на практике голографическим оптическим устройством является голографическая дифракционная решётка. Использование голограммы в качестве дифракционной решётки очевидно, поскольку как отмечалось выше, голограмма по существу является дифракционной решёткой. В зависимости от типа голограмм периодический характер пропускания или отражения света в голографической дифракционной решётке может быть основан либо на вариации в пространстве её пропускания (почернения), либо на пространственном изменении фазового рельефа её поверхности. В отличие от традиционных нарезных дифракционных решёток, имеющих прямоугольный профиль штриха, в голографических штрих имеет синусоидальный профиль . Голографические решётки просты в изготовлении, дешевле обычных и не имеют дефектов, связанных с технологией нарезания щелей. Дифракционные решётки на бихромированной желатине обладают дифракционной эффективностью до 90% и способны регистрировать пространственные частоты до 4000 линий/мм .
2.4. Акустическая голография
Основной принцип получения изображений при акустической голографии (АГФ) аналогичен оптической голографии (ОГФ): сначала регистрируется картина, полученная вследствие интерференции двух звуковых волн - рассеянной предметом и опорной, а затем по полученной записи - акустической голограмме (АГМ) - восстанавливается или исходное изображение предмета, или структура рассеянного предметом поля на некотором расстоянии от него. В АГФ с использованием частот ультразвукового (УЗ) диапазона восстановление исходного поля по АГМ обычно производится с помощью когерентного света, как и при восстановлении оптической голограммы.
рис.7 Схема образования акустической голограммы точечного источника при плоской опорной волне
Наиболее широко методы АГФ используются в медицине для визуализации внутренних органов. Для биологических исследований созданы голографические УЗ микроскопы с разрешением 10 - 15 мкм. В УЗ дефектоскопии с помощью АГФ можно обнаружить дефекты размером до 1 мм. Получение более высокой разрешающей способности ограничено отсутствием мощных широконаправленных УЗ излучателей для равномерного облучения образцов. В гидролокации созданы специальные голографические устройства для подводного наблюдения.
Например, система, содержащая приемную антенну из 10 000 приемных элементов с электронной коммутацией и с записью голограмм на ЭЛТ из электрооптического кристалла. Быстродействие такой системы - 16 кадров в секунду, угловое разрешение - несколько минут. Метод позволяет получать фокусируемые изображения дна в режиме "азимут-дальность".