Понятие о голографии. Создание источников когерентного оптического излучения (лазеров) позволило практически реализовать голографический метод получения объемных изображений

Создание источников когерентного оптического излучения (лазеров) позволило практически реализовать голографический метод получения объемных изображений предметов, предложенный Д. Габором в 1948 г. При фотографическом изображении предметов почернение фотоэмульсии зависит от интенсивности излучения, приходящего от различных точек предмета. Интенсивность света, как известно, пропорциональна квадрату амплитуды электромагнитной волны и не зависит от ее фазы. Между тем объемность какого-либо предмета непосредственно отражается на различии фаз волн, приходящих в точку наблюдения от разных точек предмета. Поэтому для того чтобы получить объемное изображение предмета, необходимо регистрировать на "фотографии" не только интенсивность, но и фазу приходящих от объекта волн. Название "голография" произошло от двух греческих слов: "олос" – полный и "графо" – пишу, что в переводе означает "полная запись", т. е. запись всей амплитудной и фазовой информации, содержащейся в приходящем от предмета излучении. Для этого в голографии используется явление интерференции.

Схема регистрации (записи) голограммы предмета приведена на рисунке 62.1. Предмет П освещается плоской монохроматической волной от когерентного источника (лазера). Часть излучения отводится полупрозрачной пластиной 1 и направляется на фоточувствительную пластинку 2. Это излучение называется опорной волной. Рассеянное предметом излучение также приходит на фотопластинку (оно называется предметной волной). Опорная и предметная волны интерферируют, и интерференционная картина регистрируется на фотопластинке. Фоточувствительная пластинка с записанной на ней интерферограммой называется голограммой объекта.

Схема получения объемного изображения предмета (его называют восстановлением голограммы) изображена на рисунке 62.2. Голограмма освещается когерентным излучением (восстанавливающий пучок), совпадающим с опорной волной при записи голограммы. Восстанавливающий пучок дифрагирует на голограмме, и в результате дифракции за голограммой излучение распространяется точно так же, как и излучение, рассеянное предметом. Наблюдатель будет видеть за голограммой мнимое объемное изображение предмета, который можно рассматривать с разных сторон (в пределах размера голограммы) так же, как и реальный предмет. В настоящее время разработаны методы получения цветных голографических изображений. Советский физик Ю. Н. Денисюк разработал метод регистрации объемных голограмм, восстановление которых можно осуществлять в естественном ("белом") свете.

На основе голографии разработаны голографические запоминающие устройства, которые имеют высокую плотность записи информации, высокую помехоустойчивость и надежность хранения информации. Они позволяют осуществлять параллельную запись и считывание информации, страничную организацию памяти, успешно сочетая большую емкость и высокое быстродействие. Важным практическим применением голографии является создание голографических интерферометров.

Голографические методы регистрации применяются также для акустических волн и радиоволн. Акустическая голография используется для дефектоскопии, изучения рельефа морского дна, поиска полезных ископаемых и в медицинской диагностике. Радиоголографические методы позволяют исследовать поверхность Земли и планет со спутников, получать объемные изображения объектов в радиодиапазоне.