Вопрос 4. Голография. Принципы получения и восстановления голограммы. Применение голографии в медицине.

Голография - метод записи и восстановления изображения, ос­нованный на интерференции и дифракции волн. В 1948 году анг­лийский физик Д. Габор впервые предложил новый способ записи и восстановления фронта световой волны.

Сравним голографию с фотографией. При фотографировании на фотопленке фиксируется интенсивность световых волн, отражен­ных предметом. Изображение в этом случае является совокупно­стью темных и светлых точек. Фазы рассеиваемых волн не регист­рируются и таким образом пропадает значительная часть информа­ции о предмете.

Голография позволяет фиксировать и воспроизводить более пол­ные сведения об объекте с учетом амплитуд и фаз волн, рассеянных предметом. Регистрация фазы возможна вследствие интерференции волн.

Для получения голограммы точки А на светофиксирующую поверхность посылают две когерентные волны, источником которых является лазер:

- опорную волну, идущую от источника света;

- сигнальную волну, которая появляется при рассеивании (отражении) части опорной волны предметом и

содержит соответ­ствующую информацию о нем.

Наложение опорной и сигнальной волн на экране дает интерфе­ренционную картину, т.е. точки усиления и ослабления волн.

Интерференционную картину, образованную сложением сиг­нальной и опорной волн и зафиксированную на светочувствитель­ной пленке, называют голограммой.

При восстановлении голограмм на голограмму посылается пло­ская опорная волна:

При этом:

- изображение получается объемным, каждая точка голограммы несет информацию обо всем предмете.

- на одной фотопластинке можно получить 1024 голограммы путем изменения угла падения опорной волны или

изменения длины световой волны.

Применение голографии в медицине:

- при восстановлении голограмм мож­но изменять длину опорной волны. Так, например, голограмму,

полученную в невидимых лучах (ультрафиолетовых, инфракрасных, рентгеновских), можно восстановить в

видимом свете. Эта особен­ность голографии позволяет использовать ее как метод внутривидения

(интроскопии);

- особо интересные и важные перспективы открываются в связи с ультразвуковой голографией. Получив

голограмму в ультразвуко­вых механических волнах, ее можно восстановить видимым светом и использовать

в медицине для рассматривания внутренних орга­нов человека с диагностической целью, например, для

определения пола внутриутробного ребенка и т.д;

- еще одно медико-биологическое приложение голографии связа­но с голографическим микроскопом, т.к. если

голограмму, полу­ченную плоской опорной волной, осветить при восстановлении сферической волной, то

изображение получается увеличенным;

- голографию применяют для получения копий шедевров, хране­ния информации, так как 1 голографический

компакт диск может хранить информацию, записанную примерно в 200 томах энцикло­педии.

Литература: Ремизов А.Н., Медбиофнзика,-1987, с.435; лекции.