ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Собрать оптическую схему записи голограмм* с использованием импульсного лазера.

2. Выполнить запись импульсных голограмм пропускающего и/или^* отражательного типа с использованием галоидосеребряных регистрирующих материалов (с учетом всех правил техники безопасности при работе с высоковольтным оборудованием и лазерами).

3. Выполнить измерение параметров^*, характеризующих качество восстановленного голограммой изображения (зависимость дифракционной эффективности от плотности энергии, контраст изображения, расстояние от объекта до голограммы, масштаб изображения, угол дифракции).

* - на усмотрение преподавателя.

ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

Отчет о проделанной лабораторной работе должен включать в себя:

4. Описание экспериментальной установки для записи голограмм в целом и отдельных её элементов (импульсный лазер, оптические и механические элементы, приборы и устройства регистрации параметров лазерного излучения).

5. Описание последовательности действий при записи импульсных голограмм пропускающего и отражательного типа с использованием галоидосеребряных регистрирующих материалов (выбор и построение оптической схемы эксперимента, измерение плотностей энергии и их соотношения в опорном и объектном пучках, запись голограмм и обработка регистрирующего фотоматериала).

6. Описание результатов измерения параметров, характеризующих качество восстановленного голограммой изображения (зависимость дифракционной эффективности от плотности энергии, контраст изображения, шумы).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Дифракционная эффективность голограммы характеризует её способность восстановить объектную волну (I₁) при освещении голограммы опорной волной (I_R) и может быть измерена экспериментально и рассчитана по формуле:

В голографии для оценки качества регистрирующего материала часто используют зависимость ДЭ от экспозиции в опорном пучке Н_R при заданном соотношении объектного и опорного пучков m (m=Н_о/Н_R). Рассмотрение экспериментальной зависимости ДЭ=f (Н_R) позволяет выбрать оптимальные значения экспозиции Н_R, а также оценить величину максимального фазового набега для данного типа регистрирующего материала, которая может быть вычислена с использованием следующих выражений:

а) для случая зеркального («плоского») объектного пучка

б) для случая диффузного («рассеивающего») объектного пучка

где

Т - амплитудное пропускание голограммы

j_о – максимальный фазовый набег

m – соотношение пучков при записи

e - нормированная экспозиция (e =1 соответствует значению экспозиции Н_R при которой достигается максимальное значение дифракционной эффективности ДЭ=ДЭ_макс)

Знание величины максимального фазового набега j_о для данного регистрирующего материала позволяет рассчитать значение ДЭ(e) с использованием вышеприведенных формул при любом другом соотношении пучков как для зеркальных, так и диффузных объектов.

Геометрическое изменение масштаба восстановленного голограммой изображения M_геом. в общем случае можно оценить, используя выражение:

Знак “+” соответствует мнимому изображению, а знак “-“ – действительному изображению.

В выражении для М используются следующие обозначения:

l₁ – длина волны света при записи голограммы

l₂ – длина волны света при восстановлении голограммы

z₁ – расстояние от голограммы до объекта при записи голограммы

z₂ – расстояние от голограммы до опорного пучка при записи голограммы

z₃ – расстояние от голограммы до опорного пучка при восстановлении голограммы

Изменение углового размера объекта будет определяться только изменением длины волны при восстановлении голограммы и составит:

М_угл. =

В общем случае, когда плоские опорная и восстанавливающая волны идут под углом к оси (Q_R и Q_С соответственно), углы дифракции для мнимого Q_v и действительного Q_r изображений можно определить по формулам:

Q_v = mQ₁+Q_C - mQ_R

Q_r = -mQ₁+Q_C + mQ_R

где m=l₂/l₁ , Q₁ – положение объектной волны.

Для случая записи голограммы диффузного объекта дополнительно измеряют контраст К восстановленного голограммой изображения. Для этого, как правило, экспериментально измеряют яркость максимально «светлых» (I_св) и «тёмных» (I_т) участков в фокусе восстановленного голограммой изображения и вычисляют К по формуле:

К=(I_св-I_o)/ (I_т-I_o),

где I_o – значение яркости в отсутствие лазерного освещения, определяемое величиной «темнового» тока измерительной аппаратуры. 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1) Принцип действия и основные элементы лазера?

2) Основные параметры лазерного излучения?

3) Типы голограмм и их отличительные свойства?

4) Регистрирующие среды для голографии?

5) Параметры, характеризующие свойства голограмм?

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Р. Кольер, К. Беркхарт, Л. Лин, «Оптическая голография», Мир, 1973.

2. «Оптическая голография», в 2-х томах, под редакцией Г. Колфилда, Мир, 1982.

3. В.Г. Комар, О.Б. Серов, «Изобразительная голография и голографический кинематограф», Искусство, 1987.

4. Ф. Качмарек, «Введение в физику лазеров», Мир, 1981.

5. H. I. Bjelkhagen “Silver halide recording materials for holography and their processing”, Springer, Berlin, 1993.