Устройство для записи голограммы объекта во встречных пучках

Устройство для записи голограммы объекта во встречных пучках

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Опубликовано 07. 03. 82. Бюллетень Рй 9 (5l)M. Кл.

& 03 Н 1/04

Гаеударстааиный комитет

СССР ао делам изобретений н открытий (53) УДК 772 99 (088. 8) Дата опубликования описания 07 .03 .82 (72) Авторы изобретения

Б.Г. Турухано и Н. Турухано

Ленинградский институт ядерной ф им. Б.П. Константинова АН СССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ ГОЛОГРАММЫ ОБЬЕКТА

ВО ВСТРЕЧНЫХ ПУЧКАХ

Изобретение относится к записи голограмм объектов во встречных пучках и может быть использовано для .записи одноцветных и цветных голограмм.

Известно устройство для записи голограмм, состоящее из источника когерентного излучения, расширителя, объекта и голографической фотоплас« тинки. Интерферометр состоит из голографической Фотопластинки и объекта. Это минимальное количество элементов, которое делает схему устойчивой к вибрациям (1 1.

Недостаток . такого устройстваотсутствие воэможности изменения соотношения интенсивностей опорного и объектного пучков, так как делительным элементом в интерферометре является сама голографическая фотопластинка и изменить ее пропускание не представляется возможным, т.е. нельзя повысить дифракционную эффективность системы за счет подбора оптимального соотношения интенсивностей пучков.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для записи голограмм во

S встречных пучках, содержащее источник когерентного излучения, микрообъектив, диафрагму, линзу формирования светового пучка, фоточувствительную î среду, расположенные последовательно.

В этом устройстве коллимированный пучок света направляют на голографическую фотопластинку, освещая через нее объект. За счет коллимации пучка

15 плотность энергии излучения на объекте больше, чем у вышеупомянутого устройства (2 ).

Недостаток известного устройст,ва - отсутствие возможности изменить

?0 соотношение пучков опорного и объектного, так как в любой плоскости,параллельной плоскости голографической пластинки со стороны объекта, плотность энергии излучения постоянна.

14 0

30

25

35 Щ бг о

3 91

Это приводит к тому, что нельзя оптимизировать соотношение пучков по интенсивности.

Цель изобретения - повышение дифракционной эффективности голограммы, что. приводит к увеличению яркости восстановленного изображения. г

Поставленная цель достигается. .тем, что в устройстве, содержащем источник когерентного излучения, микрообъектив, диафрагму, линзу формирования светоаоГО Пучка, фотОчув,ствительную среду, расположенные поч следовательно, линза формирования светового пучка расположена на расстоянии от диафрагмы, превышающим ее фокусное расстояние, при этом фо-, точувствительная среда выполнена с возмОжностью перемещений вдоль оп.тической оси устройства.

На фиг. 1 изображено устройство для записи голограммы объекта во

° встречных пучках; на фиг. 2 - геомет рия схемы, необходимая для пояснения определения расстояния голограммй до объекта.

УстройствО сОстОит из истОчника

1 когерентного излучения, микрообъектива 2, диафрагмы 3, линзы 4 формирования светового пучка, голографической фотопластинки 5 и объекта 6.

Голограмма представляет собой стеклянную подложку с нанесенным фото-. чувствительным слоем.

Устройство работает следующим образом.

Световой пучок, идущий от источ. ника 1 когерентного излучения, например лазера, попадает на микрообъектив 2, который его расширяет. В фокусе.микрообъектива 2 расположена диафрагма 3 для повышения пространственной когерентности пучка.Линза 4 формирования светового пучка устайовлена на таком расстоянии от диафрагмы, чтобы. пучок за линзой сходился. 8 сходящемся лазерном пучке установлена голографическая фотопластина 5. Световая волна, проходя через голографическую фотопластинку, освещает объект 6 и, частично рас- сеиваясь на Ьем, отражается обратно к голографической фотопластинке,эта волна взаимодействует с волной, идущей непосредственно от источника и являющейся опорной волной, создавая интерференционную картину. Результирующая интерференционная картина пр Омодулирова на,. а глубина ее модуляции зависит от соотношения интенсивностей пучков R, а также от вибростойкости установки. В силу того,. что световой пучок за голографической фотопластинкой .сходящийся, плотность энергии растет по мере удаления от фотопластинки. Поэтому, устанавливая объект на различных расстояниях От голографической фотопластинки, можно варьировать интенсивность объектного пучка с тем, чтобы найти оптимальное значение соотношения R.

Таким образом, использование собирающей линзы дает существенное преимущество перед ранее применяемыми системами, так как позволяет регулировать соотношение интенсивностей интерферирующих пучков в широких пределах.

8 предлагаемом устройстве выбрано такое расстояние Ь объекта от голографической фотопластинки, .при котором соотношение R оптимально.

На фиг. 2 представлено CD - голографическая фотопластинка: EF " апертура объекта; АВ - апертура собирающей линзы, а - расстояние от собирающей линзы до. голографической фото" пластинки, Ь -. расстояние от голографической ФОТОЬластинки до объекта, Ю - фокусное расстояние собирающей линзы.

Обозначив площадь голографической . пластинки, .Освещенной падающей волной,. S " площадь объекта, S площадь голографической пластинки, освещенной волной, отраженной от

40 Объекта ЯО-, диаметр линзы D из подобия треугольников ГЛАВК, Ь CDii и Ь EF получают

Я Ю-a %-(СиЪ) -(O+ 51

Световой поток i. ф -), падающий íà голографическую фотопластинку от источника когерентного света равен

Ь. ф †„ где Iг - интенсивность свеГ Я-" та в плоскости голографической фотопластинки. Световой поток ф, г), отраженныи от Объекта, равен = <

?ог где Ог- интенсивность светового потока, отраженного от объекта. Ог= 1г К @ КОТр,где Кпр- коэффициент пропускания голографической

5 9 фотопластинки; k, коэффициент

АР отражения светового потока от объекта. Обозначим К пР К ото =К. .Для оптимальной записи голограм-.

1 мы, как это указывалось выше, необходимо, чтобы R = 1 или ©г-фог г .Х т.е. — = — 1-..Подставляя значение с с

"г -ог

I получают

Tr < . Яог .ХгК

Бг ог -г

I .

Яог К вЂ” (а + 2Ь)

Sr f à

f — (а + 2b) — — = К;

11450. 6 раженного от объекта Уог Коэффициент ;1 определяют из соотнсшения ог

= К и подставив его знамение нахо1r

5 дят значение b.

Таким образом, устанавливая объект от голографической фотопластинки на определенном расстоянии Ь, получают оптимальное соотношение ин О тенсивностей опорного и объектного пучков.

Предлагаемая установка обладает также высокой вибростойкостью, так как в ней в качестве интерферометра

15 участвуют лишь два элемента голографическая пластинка и объект.

Ь = — (1-К) (f-а), 1

2 где Š— величина постоянная для данной линзы, а — расстояние, на которое устанавливают голографическую фотопластинку от собирающей линзы з предварительно перед снятием голо-, граммы. Необходимо определить вели-, чину К.

Известно, что в фотографии для правильного определения выдержки щ нужно знать величину светового потока, отраженного от объекта, формирующего изображение на пленке. Для этого используется экспонометр. Но в отличке от обычной фотографии,где изображение формируется от одного светового потока, в голографии для записи интерференционной картины йеобходимо два потока и., следовательно, необходимо осуществить .два измерения, 4< т.е. интенсивность светового .потока, идущего от источника в плоскости голографической фотопластинки Тг, и интенсивность светового потока, отФормула изобретения

Устройство для записи голограммы объекта во встречных пучках, содержащее источник когерентного излучения, микрообъектив, диафрагму, линзу формирования светового пучка, фоточувствительную среду, расположенные последовательно, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения дифракционной эффективности голограммы, линза формирования светового пучка расположена на расстоянии от диафрагмы, превышающим ее фокусное расстояние,при этом фоточувствительная среда выполнена с возможностью перемещения вдоль оптической оси устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Денисюк I0..Н. Оптическая голография. Л., "Наука", 1979, с. 20.

2. Островский Ю.И. Голография и ее грименение. Л., "Наука", 1973, с. 3б.

9»450

Тираж 489 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1121/37 филиал ППП " Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель В. Аджалов

Редактор И..Ковальчук Техред А. Ач Корректор С. Шекмар