Голография для любознательных. Книга для научных сотрудников школьного возраста. Александр Анатольевич Акилов
Читать онлайн книгу.
объекта. Результат был впечатляющий, но мог взволновать только ученых.
К сожалению, на голограмме можно было видеть и мнимое, и действительное изображения, и восстанавливающий источник света одновременно
Для того чтобы понять, как происходит запись и восстановление голограммы, рассмотрим самый простой пример – голограмму точки.
Запись голограммы точечного объекта
Восстановление голографического изображения
Рассеянная точечным объектом сферическая (см. рис. «Запись») и плоская референтная волна попадают на фоточувствительный слой, в котором записывается картина интерференции сходящихся лучей.
Интерференционная картина на голограмме точки
Расстояние между соседними интерференционными кольцами (d) равно:
d = λ /2*sin (Θ/2)
где λ – длина записывающей волны;
Θ – угол между интерферирующими лучами.
Интерференционную картину, записанную на фотопластинке, можно назвать голограммой. Если рассматривать маленькие участки этой голограммы, например в точках (1) или (2), то можно с уверенностью назвать их элементарными дифракционными решетками. При освещении миниатюрных элементов голограммы монохромной световой волной, подобной референтной, возникает множество новых волновых фронтов – порядков дифракции. Углы дифракции при этом, окажутся такими же, какими были углы схождения лучей во время записи голограммы.
Θ = ψ; где (ψ1) и (ψ2) – углы дифракции в точках (1) и (2).
Два симметричных дифракционных порядка в точках (1) и (2) формируют действительное и мнимое изображения точки (Об). Если продолжить направления дифракционных порядков, возникших в точках (1) и (2) нашей голограммы до их пересечения, то получим координаты мнимого и действительного изображений точки (Об). Возникшая в результате дифракции на голограммной структуре сферическая волна (см. рисунок «Восстановление»), создает мнимое изображение точки (Аi) и наблюдатель видит это изображение за голограммой. Вторая сходящаяся сферическая волна создает действительное изображение точки (Аd), которое расположено перед голограммой.
Восстановление изображения голограммой происходит благодаря тому, что интерференция и дифракция инвариантны. Эти два явления описываются практически одинаковыми уравнениями. Вспомним уравнение дифракционной решетки:
sin (ψ) = nλ/2d;
где n = +1; 0; -1 (см. рис. «Восстановление»)
Обратите внимание на зависимость углов дифракции от длины волны (λ) в приведенной формуле. Восстановление голографического изображения волной, отличающейся частотой от использованной при записи, приведет к изменению формы и положения объекта в пространстве.
Результат сложения интерференционных картин от множества точек материального тела