1tom - 0442.htm
497
сеивает излучение во всех направлениях. В результате при записи на каждый участок Д^ попадает излучение от всех точек объекта. Напр., лучи £г> 1%, 1Я... записывают на участке Д^1 изображения точек объекта /Y P2t Р3... При реконструкции эти лучи восстанавливаются. Голограмма движущегося объекта. На Г. можно записать волновые поля излучения, рассеянного движущимися объектами (в т. ч. и движущимися нестационарно (3]). Отображающими свойствами обладают не только стоячие, но и бегущие волны интенсивности, возникающие при интерференции волновых полей, различных частот. Такие волны интенсивности возникают, напр., при регистрации Г. движущегося объекта О, к-рый рассеивает излучение неподвижного когерентного источника S (рис. 2). Рассеянное излучение, сдвинутое по частоте вследствие эффекта Доплера относительно падающего, складывается с ним, образуя систему бегущих волн интенсивности. Вся эта система псремещает-
Рис. 2, Голограмма движущегося объекта; dlt rfr, ds ≈ слои максимальной интенсивности, б,, бг,6я ≈ минимальной.
ся в направлении движения объекта. Если окружающее объект пространство (объ╦м V) заполнено нелинейной средой, у к-рой е пропорциональна интенсивности света (см. Нелинейная оптика}, то в результате нелинейного взаимодействия поля со средой в объ╦ме V возникает система бегущих зеркальных поверхностей с френелев-ским коэф. отражения. Форма зеркальных поверхностей повторяет форму поверхности изофазных слоев волны интенсивности. Такая движущаяся система полностью имеет осн. свойства Г.: волна источника S, отражаясь от системы перемещающихся зеркал, преобразуется в объектную волну, т. е. лучевой вектор ls преобразуется в лучевой вектор /0. Расстояние между зеркалами обеспечивает такое сложение отраж╦нных волн, что усиливается излучение только той длины волны, к-рая экспонировала Г. Таким образом Г. воспроизводит спектр, состав записывающего излучения. При этом, в отличие от обычной Г., в данном случае благодаря движению зеркал воспроизводится не только распределение фаз и амплитуд объектной волны, но сдвиг частоты объектной волны, обусловленный перемещением объекта.
Поляризационная голограмма. Г. способна регистрировать и воспроизводить состояние поляризации объектной волны [2]. При записи поляризац. Г. поляризация объектной и опорной волн может быть различной, в предельном случае взаимно ортогональной. Картина интерференции в этом случае характеризуется не изменением интенсивности поля, а модуляцией состояния поляризации: слои с линейной поляризацией соседствуют со слоями, в к-рых поляризация циркулярна, а те, в свою очередь, со слоями, где она снова линейна, но теперь уже в ортогональном направлении (рис. 2, справа). Глаз не различает эти состояния, и наблюдателю кажется, что поле интерференции освещено равномерно. Однако если такую картину зарегистрировать на материале, к-рый реагирует на состояние поляризации падающего излучения анизотропией коэф. поглощения
{эффект В е и г е р т а), то образуется Г., на к-рой одновременно записаны две сдвинутые на 1/а периода интерференционной картины периодич. структуры, соответствующие взаимно ортогональным линейным состояниям поляризации. Это как бы две Г., записанные на одной пластинке. Соответственно при реконструкции восстановятся две объектные волны, к-рые сдвинуты по фазе на 1/з периода и поляризованы под прямым углом друг к другу и под углом 45° по отношению к опорной волне. Анализ показывает, что при сложении таких сдвинутых по фазе компонент плоскость поляризации поворачивается на 90° относительно восстанавливающей волны, и т. о. точно восстанавливается состояние поляризации объектной волны.
Эхо-голограмма. Для того чтобы зарегистрировать на Г. нестационарные поля и процессы, необходимо использовать резонансную среду, у к-рой длина волны А линии поглощения (с нижнего основного состояния) совпадает с Я излучения, экспонирующего Г. [31. Такие Г., объединяющие свойства голографии и фотонного эха, наа. эхо-Г. Метод их записи сводится к следующему: в исходный момент £=0 на резонансную среду направляется импульс объектной волны /0, к-рый переводит часть атомов среды из основного состояния с энергией 8^ в верхнее возбужд╦нное состояние £2 (р»с. 3). В состоянии £2 фаза колебаний атомов в течение нек-рого времени, наз. временем поперечной релаксации, оста╦тся такой же, что и фаза объектной волны при (=0. Опорная волна пода╦тся в виде импульса /# в момент времени г≈т. Этот импульс обращает на 180° фазы колебаний всех атомов среды, после чего колебания начинают развиваться в обратном направлении, В результате по прошествии времени 2т среда испустит импульс «эха» Iе, Волновой фронт этого импульса совпадает с фронтом объектной волны либо обращ╦н (см. Обращение волнового фронта) в зависимости от того, в какой последовательности на среду воздействуют импульсы fe и /#. В случае эхо-Г. пространств, па-
'О
I
Л/V-
т
Рис. 3- Эхо-голограмма.
мять объединена с временной памятью, что позволяет воспроизводить процессы, связанные с изменением во времени и пространстве,
Другие свойства Г. Помимо способности воспроизводить записанные на ней волновые поля, Г. способна формировать обращ╦нную волну, что связано с возможностью компенсации искажений изображения, вносимых оптически неоднородными средами. Восстановленное изображение мало чувствительно к характеру отклика светочувствит. среды, с чем связана возможность записи амплитудных, фазовых и отражательных Г, Двумерные Г. позволяют трансформировать масштаб и положение восстановленного изображения при изменении положения и длины волны X источника, с помощью к-рого восстанавливается Г.
Голографическая память. Тр╦хмерные Г. имеют большую информац. ╦мкость и ассоциативный характер памяти [5). В основе этого лежит селективность тр╦хмерной записи, т. е. способность Г. взаимодействовать только с теми компонентами восстанавливающего излучения, к-рые присутствовали на этапе их записи. В частности, большая ╦мкость записи достигается за сч╦т
о.
О
^ О
")
}
