Holografia și aplicarea acesteia - fizică

d) tip permanent GZU (GPRS).

2) Purtători de informații pentru dispozitivele de stocare holografică.

a) Probleme de aplicare.

c) Reproducerea hologramelor.

d) Crearea de holograme.

3) Dispozitive de stocare holografică de informații binare.

1. Principiile fizice ale holografiei.

Holografia este o metodă de obținere a unei imagini volumetrice a unui obiect, prin înregistrarea și reconstrucția ulterioară, a undelor inventate de un fizician englez de origine maghiară D. Gabor în 1948.

Valurile pot fi oricare - lumina, raze X, corpuscul, acustic etc.

Cuvântul "holografie" vine de la limba greacă # 952; # 955; # 959; # 964; asta înseamnă "tot", "întreg". În acest fel, inventatorul a vrut să sublinieze că informația completă despre val este înregistrată în holografie, atât amplitudinea cât și faza.

În fotografie obișnuită, numai distribuția amplitudinii (mai exact, pătratul) este înregistrată în proiecția bidimensională a obiectului pe planul fotografiei. Prin urmare, privindu-ne fotografia din diferite unghiuri, nu primim unghiuri noi, nu putem, de exemplu, sa vedem ce se face in spatele obiectelor in prim-plan.

Holograma nu restaurează imaginea bidimensională a obiectului, ci după ce undele sunt împrăștiate de el. Prin deplasarea punctului de observare în acest câmp de undă, vedem obiectul din unghiuri diferite, percepându-și amploarea și realitatea.

Baza fizică a holografie - doctrina undelor, interferența și difracția lor, care își are originea în secolul al XVII-lea, atunci când Huygens. Deja la începutul secolului al XIX-lea, Young, Fresnel și Fraunhofer au cunoștințe suficiente pentru a formula principiile de bază ale holografie. Acest lucru, cu toate acestea, nu sa întâmplat până când lucrarea lui Gabor, cu toate că mulți oameni de știință din a doua jumatate a secolului XIX și începutul secolului XX - Kirchhoff, Rayleigh Abbe Wolfke, Be6rsh și Bragg - a abordat principiile holografiei destul de aproape. Ar putea fi explicat prin faptul că nu au avut mijloacele tehnice pentru punerea în aplicare a holografie. Cu toate acestea, nu este atât de: Gabor în 1947, de asemenea, nu a avut un laser, și a făcut primele sale experimente cu o lampă cu mercur ca sursă de lumină. Cu toate acestea, Gabor a fost în măsură cu certitudine de a formula ideea de a restaura o Wavefront și indică metoda punerii sale în aplicare. În ciuda acestui fapt, dificultățile legate de obținerea holograme au fost atât de substanțiale și de dezvoltare holografie a fost atât de lent încât de 1963 Gabor „aproape uitat despre ea,“ .in 1963goduamemrekantsy E. Leith și J. Upatnieks a primit prima lezernye hologramă. Cu un an înainte, au oferit un „sistem de fascicul dual“ îmbunătățit în mod semnificativ schema originală Gabor.

În conformitate cu Huygens-Fresnel principiu efect inițial, unda primar într-un punct arbitrar A poate fi înlocuită prin acțiunea surselor virtuale situate la o distanță destul de mare de la punctul A de suprafață. Aceste surse trebuie să fluctueze cu aceeași amplitudine împrăștiată de un obiect. și o fază care a ajuns în jos pentru a le stabili unde primare împrăștiate de un obiect (figura 1). Undele sferice elementare emise de sursele secundare, interferarea, restaura o copie a suprafeței wavefield primare. Ochi sau orice alt receptor nu poate distinge copia de domeniul undei împrăștiate de obiect și observatorul vede astfel imaginea virtuală a subiectului, deși el a fost deja eliminat.

1. Holografie fină.

O caracteristică distinctivă a hologramelor imaginii este realismul imaginilor tridimensionale reproduse de ele, care sunt adesea dificil de distins de obiectele reale. Această caracteristică se datorează faptului că în condiții de iluminare specială holograma este nu numai transmite volumul de obiecte cu o gamă largă de luminozitate, contrast ridicat și claritate, dar, de asemenea, face posibil să se observe în mod clar schimbarea exactă în lumini și umbre în caz de schimbare a unghiului de vizualizare când se vizualizează aceste elemente.

Să considerăm o schemă de fabricare a hologramelor reflectorizante conform metodei lui Yu.N. Denisyuk, care a primit o largă aplicație practică în holografia vizuală.

Raza laser 1 trece printr-o placă fotografică aproape transparentă 2, iluminează obiectul 4 și cade pe placa fotografică de pe partea opusă. Astfel, placa fotografică este iluminată de două fascicule de lumină: un fascicul de obiecte reflectat de obiect și un fascicul de referință care merge direct de la laser.

Figura arată dispunerea verticală a obiectelor, dar nu mai puține ori se aplică orizontală. În plus, pentru o mai bună înregistrare, este necesar un element suplimentar: o diafragmă de puncte cu un diametru de mai multe micrometri, care este plasată în centrul lentilei pozitive. Pentru a elimina cu succes interferențele de interferență, diametrul diafragmei trebuie ales conform următoarei formule:

unde d este diametrul diafragmei, μm; Lungime de undă S - lumină, μm; b este dimensiunea transversală a plăcii fotografice, mm; l este distanța de la diafragmă la placa fotografică, m.

Obiectul filmării sau al unei compoziții dintr-un număr de obiecte este plasat vertical sau orizontal în funcție de conținutul semantic și fixat rigid fie direct pe masă, fie pe un suport masiv care poate servi simultan ca parte a fundalului. Ar trebui să existe un plan spate rigid, iar părțile din volumul compoziției holografice pot fi acoperite cu un material întunecat sau pot avea proprietăți oglindă sau împrăștiere și pot crea lumini laterale suplimentare.

Iluminarea obiectului este determinată, în primul rând, de schema optică a sondajului și, în al doilea rând, de trăsăturile optice și artistice ale obiectului holografic (suprafețe oglinzii și difuze, umbre, cavități etc.). Iluminarea directă cu un singur fascicul nu transmite adesea caracteristicile compoziției și, uneori, cauzează distorsiuni datorate umbrelor ascuțite și absența halftonurilor. Prin urmare, pentru a obține o hologramă artistică, sunt preferate scheme cu mai multe fascicule. O versiune cu două fascicule a circuitului este prezentată în Fig.

În orice caz, este necesară o egalizare maximă posibilă a lungimii căilor de propagare a luminii în grinzile de referință și de obiect, chiar dacă există mai multe dintre ele.

Hologramele imagine sunt realizate și a trecut, mai ales în practica filmului holografice și afișează tridimensionale. În acest caz, următoarea diagramă (fig.), Atunci când fasciculele de referință și obiect cad pe o placă fotografică pe o singură parte. În acest caz, fasciculul cu lumină laser 1 după placa de despicare 2 este în două canale. Cu o oglindă 3 și lentila 4 este formată prin extinderea incidentului fascicul de referință pe placa fotografică 6. Lentila de expansiune 7 formează un fascicul de iluminare a obiectului 9. fasciculul obiect reflectat pe o placă lovește fotografică la aceeași parte ca și suport.

O hologramă transmisivă poate fi obținută utilizând o lentilă care formează o imagine redusă în spațiu. În cazul în care o placă fotografică plasată într-un conjugat plan cu orice secțiune transversală a obiectului, de exemplu central sau relevant în prim-plan, iar fasciculul de referință pentru a ilumina placa, apoi holograma de transmisie a unei imagini focalizate fie înregistrate pe acesta. În acest fel este posibilă producerea hologramelor vizuale sub formă de diapozitive. În cinematografia holografică, această schemă este baza pentru obținerea cadrelor de film holografic.

Hologramele obținute în lumina unui laser cu o singură lungime de undă reproduc imagini monocrome. Pentru a obține holograme color care reproduc corect detaliile unui obiect de diferite culori într-o singură imagine, este necesar să se înregistreze și apoi să reproducă în cel mai simplu caz trei imagini separate de culoare ale obiectului, de exemplu roșu, verde și albastru.

Este de dorit să se producă holograme color pe materiale fotografice holografice policromatice monostrat colorate. În acest caz, expunerea este efectuată simultan în trei lungimi de undă, așa cum se arată în diagrama pentru înregistrarea hologramei de reflexie (Fig.).

Există 1a-1c - lasere care emit lumină în părțile roșu, verde și albastru ale spectrului, 2a-2c - elementele optice care permit combinarea radiațiilor trei lasere într-un singur fascicul, 3 - oglindă 4 - lentila, extinde fasciculul total al luminii laser 5 - placă fotografică, 6 - obiect.

Când fotografiați o hologramă de transmisie a culorilor, obiectul este iluminat de trei lasere. Două cazuri sunt posibile: mai întâi, când fasciculele de referință ale celor trei culori sunt însumate și aruncate pe placa fotografică în același unghi și, în al doilea rând, fasciculele de referință sunt direcționate către placa fotografică sub diferite unghiuri.

În cazul unui material cu un singur strat, indiferent de schema de studiu, există o reducere semnificativă a eficienței difracției și a raportului semnal-zgomot, ceea ce limitează utilizarea acestora.

Pentru a înregistra holograme color de înaltă calitate, o metodă de înregistrare secvențială a trei separate

holograme de culoare. În acest scop, unul dintre scheme obține în mod constant holograme parțiale pe diferite plăci cu straturi foto sensibile la lumina verde, roșie și albastră.

O altă metodă este producerea de holograme parțiale în straturi separate ale unui material fotografic multistrat pe un substrat. Fiecare strat este sensibilizat la o porțiune din spectru, straturile sensibile la culoare verde și roșu fiind desensibilizate în regiunea albastră a spectrului. Acesta din urmă se referă atât la înregistrarea hologramelor reflectorizante cât și transmisive.

Este important ca atunci când se reproduce o imagine color din trei părți, imaginile false nu apar din cauza difracției de lumină cu lungimi de undă diferite pe structuri diferite de holograme.

Când hologramele de culoare sunt restaurate pe straturi suficient de groase, suprimarea imaginilor false este asigurată de selectivitatea spectrală, care permite utilizarea unei surse de lumină albă pentru a restabili imaginea. În cazul hologramei transmisiv nu este posibilă furnizarea selectivitatea spectrală, prin urmare, pentru a elimina imaginea falsă folosind selectivitatea unghiulară a hologramelor (care infestează grinzi de referință sub unghiuri diferite în timpul înregistrării).

Pentru toate schemele de obținere a hologramelor de culoare, există următoarele cerințe generale:

Este necesar să se respecte cu acuratețe aranjamentul unghiular reciproc al surselor de lumină și al hologramei în procesele de recuperare și recuperare.

Condițiile de procesare și depozitare a hologramei nu trebuie să conducă la modificări ale grosimii straturilor hologramelor parțiale.

Cu o adâncime mare a obiectelor, aceste cerințe devin destul de stricte.

Acum este necesar să spunem câteva cuvinte despre tehnica reproducerii imaginilor holografice.

Demonstrarea hologramelor vizuale ar trebui să ofere confort și o percepție naturală a spectatorului. Holograma Calitatea imaginii bună (nu prezintă defecte vizibile, luminozitate ridicată, un nivel de zgomot redus, cu o corect plasată și aprins atunci când înregistrarea obiectelor) determinate de parametrii unei surse de reducere a luminii: lungime de undă și spectrul de emisie, forma fasciculului, intensitatea și dispunerea regulată a sursei de lumină și holograma.

În practică, chiar și o emulsie groasă nu este complet selectiv și pentru a elimina aberației cromatice, care se manifestă, de obicei sub formă de halouri colorate si obtinerea de imagini monocrome adânci filtrele utilizate. Este recomandabil să folosiți lămpi de mercur cu un corp de strălucire mic, luminozitate ridicată și spectru de linie. Utilizați frecvent un proiector de lumină.

Pentru a restabili holograma transmisiei, este necesară o sursă de lumină cu o monocromie ridicată, cel mai adesea un laser. Dar atunci când îl folosiți pe cel din urmă, trebuie fie să se împace cu zgomotele radiațiilor laser inerente (speckles), fie să o lupte cumva.

Cele mai multe obiecte în condiții naturale sunt iluminate de sus. Prin urmare, atunci când vizualizați imaginea holografică a obiectului este perceput în mod natural în cazul în umbre și scoate în evidență a înregistrat în timpul fotografierii iluminarea de sus la un unghi ascuțit. Unghiurile adecvate sunt aproape de unghiul Brewster. Sursa de restaurare poate fi fixată pe tavan, pe un perete deasupra tavanului, pe un suport special sau într-o suspensie. Revitalizant incident de fascicul pe hologramă nu trebuie să se suprapună capul sau corpul privitorului, care poate ajunge aproape de holograma pentru vizualizarea detaliilor fine ale obiectelor, în special opere de artă (Figura).

În timpul expozițiilor muzeografice se folosesc din ce în ce mai multe holograme fine. Există un alt aspect al holografie grafic - un portret holografic, pentru care, în plus față de cele de mai sus, este necesar să se ia în considerare caracteristicile de lasere cu impulsuri și cerințe de siguranță ca circuitul de iluminat preferat cu placa difuzor cu două trepte și înregistrare. Mai întâi, însă, luați în considerare următorul subiect.

Informații despre lucrarea "Holografia și aplicarea ei"

este proiectat pe baza sarcinilor care trebuie rezolvate și a constrângerilor tehnice și economice, iar rezultatele pot fi atribuite unei anumite clase. Eficacitatea practică a acestei clasificări nu este mare. 2. Principii generale de construire și aplicare a IMS IIS creat ar trebui să asigure realizarea obiectivelor stabilite pentru aceasta. Aceste obiective pot fi atinse în mai multe moduri. Prin urmare ar trebui.

diferite, în două etape. Spre deosebire de fotografierea obișnuită, imaginile obținute la restaurarea înregistrată pe o hologramă sunt complet indistinguizabile față de imaginile unui obiect real. Holografia face posibilă reproducerea în spațiul real a unei imagini reale a undelor electromagnetice, adică o imagine de undă a unui obiect atunci când obiectul însuși nu mai există. 2. Holografia. Recuperare.

-Laserul ar putea deveni un element important al viitoarei industrii energetice. În special, lucrând în orbită spațială, ar putea transfera energie pe Pământ sub forma unui fascicul laser puternic. 2. LASER APLICARE 2.1 Aplicarea laserului BEAM în industrie și lasere optice tehnologie și lumina au fost folosite în multe industrii. De exemplu, în industrie există.

1024 holograme, fiecare acoperind o suprafață de un milimetru pătrat. O hologramă - pagina cărții, un disc - este o carte întreagă mare. Acesta promite să folosească holografia atunci când recunoaște imagini și simboluri, ceea ce va face posibilă crearea automatelor de citire cu o mare fiabilitate. Dispozitive holografice care utilizează unde radio radio în combinație cu lumina.

Articole similare

• Instrucțiunile de utilizare a Renitek, sub presiunea exercitată

• Rezumat - "Aplicarea practică a diagnosticării termice a aparatelor termice și electrice la

• Utilizarea fotografiei color pentru fotografiere în zona invizibilă a spectrului

Trimiteți-le prietenilor: