Делимость голограммы
Делимость голограммы – одно из основных свойств, обусловленное спецификой голографического метода записи информации, заключающееся в том, что восстановление объектной волны возможно каждым отдельным, сколь угодно малым, участком голограммы.
Максимальный голографический эффект достигается при условии, что при записи голограммы каждая точка объекта освещает всю поверхность регистрирующей среды. Именно такая ситуация показана на рис.3а: регистрация голограммы диффузно рассеивающего объекта производится таким образом, что излучение, рассеянное каждой отдельной точкой объекта освещает всю поверхность регистрирующей среды. Наблюдение изображения целого объекта при считывании такой голограммы (рис.3б) можно производить узким пучком через любой участок голограммы.
При получении голограммы нерассеивающего объекта (рис.3в) в такой же схеме регистрации излучение от определенной точки объекта освещает только определенный участок голограммы. При считывании такой голограммы пучком ограниченного размера наблюдатель увидит только ту часть объекта, излучение от которой освещало этот участок голограммы при регистрации (рис.3г).
Рисунок 3. Регистрация голограммы (а,в) и наблюдение изображения (б,г) при использовании диффузно рассеивающего объекта (а,б) и нерассеивающего объекта (в,г)
Для того чтобы получить голограмму нерассеивающего объекта свободную от данного недостатка, в голографических экспериментах используют диффузные экраны, или диффузоры (см.рис.4).
Рисунок 4. Получение голограммы при освещении прозрачного( нерассеивающего объекта через диффузный экран
Такой экран представляет собой диффузный рассеиватель (например, матовое стекло), обеспечивающий рассеяние света в большом телесном угле (идеальный рассеиватель - по всем возможным направлениям). Экран устанавливается таким образом, чтобы сформировать объектный пучок, удовлетворяющий требованиям создания максимального голографического эффекта.
Таким образом, если при регистрации голограммы каждая точка объекта освещает всю поверхность регистрирующей среды, то восстановление объектной волны возможно каждым отдельным, сколь угодно малым, участком голограммы.
Воспроизведение широкого диапазона градаций яркости объекта
Распределенная форма записи, свойственная голограммам, обуславливает их способность воспроизводить широкий диапазон яркости в изображении объектов, недоступный другим изобразительным технологиям. Яркость в изобразительной технике является определяющим параметром - из всех световых величин именно яркость наиболее непосредственно связана со зрительными ощущениями, так как освещенности изображений предметов, формируемых на сетчатке глаза, пропорциональны яркости этих предметов.
В отличие от фотографического процесса и других изобразительных технологий существенным свойством голографического изображения (изображения, формируемого волной, восстановленной голограммой) является способность правильно передавать детали, яркость которых в тысячи раз превышает среднюю яркость объекта (например, блики на поверхности объекта).
Методы записи голограмм
Голограмма Габора
Габор изготовил несколько примитивных голограмм фазовых (светопреломляющих и прозрачных) объектов.
Голограмма Габора - осевая пропускающая двумерная голограмма, при регистрации которой источник света, объект и регистрирующая среда расположены на общей прямой.
Рисунок 5. Схема записи голограммы Габора
При записи голограммы он фиксировал структуру интерференции волн монохроматического источника света и света, рассеянного фазовым объектом, помещенным перед фотопластиной. Соответственно излучение, рассеянное объектом, создает объектную волну, а опорная волна представляет собой часть излучения, прошедшую через объект без изменения направления. Для получения высокого контраста интерференционной картины Габор использовал одну из самых ярких линий спектра излучения ртутной лампы.
После проявления и отбеливания фотопластинка восстанавливала трехмерное изображение этого объекта.
Рисунок 6. Схема воспроизведения голограммы Габора
Результат был ошеломляющий, но мог взволновать пока только ученых. К сожалению, на голограмме можно было видеть и мнимое, и действительное изображения, и восстанавливающий источник света одновременно, что мешало комфортному восприятию трехмерной сцены.
Особенности голографической схемы Габора:
впервые реализована идея «восстановления волн»;
позволяет восстановить амплитуду и фазу объектной волны;
низкая пространственная частота регистрируемой интерференционной картины;
при освещении голограммы наблюдаются два изображения, накладывающиеся друг на друга;
возможна регистрация только прозрачных объектов;
использование источников монохроматического излучения при считывании.
В настоящее время голограммы Габора применяются для регистрации пространственных ансамблей частиц малых размеров, при изготовлении осевых голограммных элементов.