13.9. Голографія

У 1948 році Д.Габор запропонував голографічний метод одержання зображень предметів. Голографія є метод одержання просторових зображень (голограми) предметів шляхом фотографічного запису результатів інтерференції двох когерентних лазерних пучків світла. Для одержання голограми лазерне випромінювання поділяють на два пучки 1  опорний і 2  сигнальний (предметний), що розсіюється об'ємною поверхнею деякого предмета (див.Мал.150). Після зведення пучка 1 і розсіяного пучка 2' на фотопластинці, остання зафіксує просторову картину їх інтерференції. Після проявлення фотопластинки одержимо голограму  узор із малих областей різного роду почорніння фотоемульсії, який не має ніякої схожості з предметом. Голограма фіксує амплітудні й фазові співвідношення у розсіяному від предмета світлі, які визначаються взаємним просторовим розташуванням частин предмета.

Відтворення зображення предмета з голограми відбувається шляхом освітлення її таким же опорним пучком світла, як і при записі голограми.

Якщо товщина фотоплівки мала, то голограму називають двовимірною і зображення предмета можна спостерігати не тільки при освітленні опорним лазерним пучком, а й світлом, наприклад, ртутної лампи. Однак освітлення голограми опорним світлом дає повне і якісне зображення предмета.

При утворенні голограми на фотопластинці (див.Мал.151), усі її ділянки освітлюються розсіяним випромінюванням від усіх частин предмета, а тому кожна частинка голограми містить усю інформацію про предмет і усі разом вони дають чітке зображення предмета. Чим менша частинка голограми використовується ти менш чітким буде образ предмета.

При відтворенні образу предмета він створюється як відбитим так і випромінюванням, що пройшло голограму. Відбита хвиля створює уявне зображення, а та, що пройшла створює дійсне зображення.

Використання як опорного та сигнального лазерного випромінювання трьох основних кольорів (червоний, зелений, синій) дає змогу одержати кольорову об'ємну голограму у прозорій фотоплівці товщиною ~ 1520 мкм. Випромінювання від лазерів S проходить через пластинку й фотоплівку, розсіюється предметом і повертається у шар фотоемульсії, де інтерферує з падаючим випромінюванням. Відновлення кольорового зображення можливе у звичайному білому світлі.

У 1962 році Ю.М.Денисюк вперше одержав об'ємну голограму у товстій фотоемульсійній плівці. Такі голограми подібні до просторових дифракційних решіток. Відтворення зображень предметів з таких голограм можливо у білому світлі.

Голографія відкриває широкі перспективи у створенні великих систем пам'яті обчислювальних машин, систем інформаційного пошуку, систем розпізнавання образів і, нарешті, у створенні систем стереоскопічного кольорового кіно та телебачення.

14. Дифракція

Явище відхилення світла від прямолінійного розповсюдження в середовищі з різко вираженими оптичними неоднорідностями називається дифракцією. До згаданих явищ відносять огинання світлом макроперешкод, проходження через отвори та інше. В результаті в геометричній тіні спостерігаються освітлені та затемнені області. Розрізнюють дифракцію сферичних хвиль – дифракція Френеля та дифракцію плоских хвиль –дифракція Фраунгофера.