Способ получения голографического изображения объекта

 

Изобретение относится к голографии и может быть использовано для получения голограмм объектов. Сущность: способ заключается в следующем. В схеме записи изображение объекта, передаваемое предметной волной (ПР) в направлении оси Х формируется линзой в плоскости фотопластинки. Запись голограммы происходит при одновременном освещении фотопластинки предметной ПР и опорной волной (ОП). После проявления фотопластинку устанавливают на прежнее место и освещают сопряженной опорной волной (СОП). Изображение объекта наблюдают в направлении, противоположном оси Х, путем расположения восстанавливающей линзы в область фокусировки зеркальной составляющей записывающего излучения на расстоянии l от голограммы, в плоскости изображения линзы. 2 ил.

Изобретение относится к голографии и может быть использовано для получения голограмм объектов.

Известен способ получения голограмм, включающий запись Фурье голограмм, восстановление изображения внеосевой опорной волной и фиксирование его на экране, имеющем форму волнового фронта. Однако, предложенный способ требует высокоточной юстировки аппаратуры, характеризуется повышенной чувствительностью к внешним воздействиям и не позволяет получать изображение достаточной яркости.

Наиболее близким к предложенному способу является способ получения голографического изображения объекта, в котором освещают объект когерентным излучением от лазера, отраженное от объекта излучение фокусируют в плоскость регистрирующей среды. Освещают эту среду опорным пучком когерентного линейно поляризованного излучения и записывают голограмму сфокусированного изображения объекта. Изменяют плоскость поляризация опорного пучка на 90^о, восстанавливают с голограммы изображение объекта. Затем осуществляют посредством линзы Фурье фильтрацию полученного изображения объекта.

Однако описанный способ не позволяет получить голографическое изображение высокой яркости и контрастности.

Целью изобретения является повышение яркости голографического изображения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения голографического изображения объекта, включающем освещение объекта когерентным излучением, фокусировку отраженного от объекта излучения, запись голограммы сфокусированного изображения и восстановление изображения внеосевой сопряженной волной, отраженное от объекта излучение разделяют на зеркальную и диффузную компоненты, запись голограммы сфокусированного изображения осуществляют в плоскости совмещения зеркальной и диффузной компонент, а при восстановлении изображения помещают собирающую линзу в область фокусировки зеркальной компоненты записывающего излучения и формируют изображение объекта в плоскости изображения этой линзы.

На фиг. 1 приведена схема записи изображения объекта голографическим методом сфокусированных изображений, где 1 - записываемый объект, 2 - линза записывающая с фокусным расстоянием f₁, 3 - фотопластинка, ПР - предметный луч, ОП - опорный луч, Х - направление оси координат, l - расстояние от фотопластинки до области фокусировки записывающего излучения.

На фиг. 2 приведена схема восстановления изображения объекта, где 4 - голограмма, записанная голографическим методом сфокусированных изображений, 5 - собирающая линза с фокусным расстоянием f₂, 6 - плоскость изображения, СОП - сопряженная опорная волна.

На этапе записи голограммы (см. фиг. 1) предметный луч ПР, освещающий объект 1, разделяется на две компоненты: зеркальную и диффузную. Зеркальная компонента фокусируется линзой 2 на расстоянии l от фотопластинки 3, на которой и регистрируется. Диффузная компонента собирается линзой 2 на той же фотопластинке 3, одновременно фотопластинку освещают опорной волной ОП.

На этапе восстановление изображения (см. фиг. 2) сопряженной опорной волной СОП освещают голограмму 4, помещают в области фокусировки зеркальной компоненты записывающего излучения на расстоянии l от голограммы 4 собирающую линзу 5 с фокусным расстоянием f₂. Диффузную компоненту с зеркальной составляющей фиксируют в плоскости изображения 6.

Способ заключается в следующем. В схеме записи голограммы сфокусированного изображения (см. фиг. 1) изображение объекта 1, передаваемое предметной волной ПР в направлении оси Х, формируется линзой 2 в плоскости фотопластинки 3. При этом, зеркальная компонента фокусируется линзой 2 на некотором расстоянии от линзы, зависящем от кривизны освещающего объекта 1 пучка, и совпадает с фокусным расстоянием линзы в случае, когда объект освещается коллимированным пучком света, как показано на фиг. 1. Расстояние от фотопластинки 3 до области фокусировки зеркальной составляющей записывающего излучения зависит от условий записи и совпадает с областью пространственных частот диффузной составляющей.

Запись голограммы происходит при одновременном освещении фотопластики 3 предметной ПР и опорной ОП волной. После проявления голограмму 4 (см. фиг. 2) устанавливают на прежнее место и освещают волной сопряженной опорной СОП. Изображение объекта наблюдают в направлении, противоположном оси Х, путем расположения собирающей линзы 5 на расстоянии l от фотопластинки в области фокусировки зеркальной составляющей записывающего излучения. В общем случае фокусное расстояние f₂ и апертура линзы 5 не равны соответствующим значениям записывающей линзы, а выбираются из необходимых условий восстановления изображения объекта в плоскости изображения 6. Для данной апертуры восстанавливающей линзы, как это видно из фиг. 2, выбранное положение является наилучшим, поскольку позволяет получать минимальные потери при восстановлении изображения.

В качестве примера конкретного выполнения способа получали голограммное изображение микрополосковой схемы. Луч лазера ЛГ-52-1 разделялся на предметный и опорный. Предметный луч, отраженный от объекта пропускали через линзу с фокусным расстоянием f= 40 мм.

В плоскости фотопластинки типа ЛОИ-2 наблюдали резкое изображение объекта. Во время записи изображения фотопластинку освещали опорной волной под углом 30 град. к направлению предметного луча Х.

После проявления в стандартном проявителе типа Д-19, фотопластинку устанавливали на прежние место и освещали сопряженной волной. На расстоянии l от плоскости голограммы в направлении Х помещали объектив видеокамеры, изображение объекта наблюдали на телевизионном экране установки "Схема-2".

В результате сравнения качества изображения, получаемого предлагаемым способом и прототипом было выявлено следующее. В предлагаемом способе по сравнению с прототипом в 3 раза повышалась яркость восстанавливаемого с голограммы изображения. Это связано с тем, что при обычной схеме восстановления, например в прототипе, за голограммой распространяется расходящаяся волна, в то время как в предлагаемом способе при восстановлении за голограммой распространяется сходящаяся волна, что приводит к повышению качества регистрируемой предлагаемым способом волны, несущей изображение объекта.

Таким образом, предлагаемый способ, обладая простотой технической реализации, позволяет получать изображение более высокого качества, чем в обычном методе восстановления голограмм сфокусированных изображений, при этом предлагаемый способ позволяет снизить требования к оборудованию, реализующему метод получения голограмм высокого качества, в отличие от других известных методов. (56) Авторское свидетельство СССР N 848998, кл. G 01 B 9/021, 1981.

Авторское свидетельство СССР N 1310624, кл. G 01 B 9/021, 1987.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГОЛОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТА, включающий освещение объекта когерентным излучением, фокусировку отраженного от объекта излучения, запись голограммы сфокусированного изображения и восстановление изображения внеосевой сопряженной волной, отличающийся тем, что, с целью повышения яркости, отраженное от объекта излучение разделяют на зеркальную и диффузную компоненты, запись голограммы сфокусированного изображения осуществляют в плоскости совмещения зеркальной и диффузной компонент, а при восстановлении изображения помещают собирающую линзу в область фокусировки зеркальной компоненты записывающего излучения и формируют изображение объекта в плоскости изображения этой линзы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2