Резюме холографията

1 физически принципи
Източници на светлина 2
3 История на холографията
4-схема запис Laitha Upatnieks
запис Схема 5 Denisyuk
среда за запис 6
- 6.1 сребърни халогенни фотографски материали
- 6.2 Фотохромичните кристали
  - 6.2.1 KCl
- Фероелектричен кристали 6.3
- 6.4 холографски фотополимерни материали
бележки
литература

Холография (древногръцкия ὅλος -. Пълен + γραφή - запис) - набор от технологии за точен запис, възпроизвеждане и преоформяне на вълнови полета.

Този метод е предложен в 1947 godu [1] Dennis Gabor, терминът псевдоним въведена холограма [2] и е получил "за изобретението и развитието на холографския принципа" Нобелова награда за физика през 1971 г. [3].

Две холограми направени Vorobevym SP Денисюк по метода на светлината на халогенна лампа обновени

1. физически принципи

Когато някои област пространство се образуват няколко електромагнитни вълни, чиито честоти с много висока точност съвпадат, смущения случи. Когато холограмата се записва, две вълни са сгънати в определена област, една от които преминава директно от източник (позоваване на вълната), а другият е отразена от записа на обект (обект вълна) на. В същата тази област е поставен фотографска плака (или материал запис) на тази плоча комплекс картина потъмняване ленти, които отговарят на разпределението на електромагнитна енергия (намеса модел) на това място. Ако сега се осветява вълна плоча е близо до основата, тя се превръща вълната във вълна в близост до обекта. По този начин, ще видим (с различна степен на точност) една и съща светлина, което ще отразява обекта запис.

2. Източници на светлина

А холограма е запис на схемата на смущения, важно е, че дължината на вълната (честота) на обект и референтни греди-точно съвпадат една с друга, и тяхното фазовата разлика не се променя по време на времето за запис (в противен случай не се записва на запис ясно смущения модел). Следователно, източниците на светлина трябва да излъчват електромагнитно излъчване с дължина на вълната много стабилна достатъчна за отчитане на времето домейн.

Изключително удобен източник на светлина е лазер. Преди изобретението на лазери, холография практически не се развива (вместо на лазера се използва много тесен линия емисии в спектъра на газоразрядни лампи, което е много трудно да се експериментира). Към днешна дата, холографията прави едни от най-строгите изисквания за лазери съгласуваност.

В повечето случаи, последователността обикновено се характеризира дължина последователност - на оптичен път разликата на две вълни, при което контраста на модела на намеса се намалява наполовина в сравнение с модела на смущения, които дава вълна предава от източник на същото разстояние. За различни лазер дължина последователност може да варира от фракции от милиметъра (мощни лазери, предназначени за заваряване, рязане и други приложения, по-малко трудни за този параметър) до стотици или повече метра (специални, така наречените единична честота лазери).

3. История на холографията

Първият холограмата се получава 1,947 godu (дълго преди изобретяването на лазери) Dennis Gabor в опити за подобряване на резолюцията на електронен микроскоп. Той измисли думата "холография", той подчерта, че е пълен запис на оптичните свойства на обекта. За съжаление, си холограма с лошо качество. Вземи висококачествено холограма без кохерентен светлинен източник не е възможно.

След създаване на рубин червено (дължина на вълната 694 нм се импулсни) и хелий-неонов при 1960 godu (дължина на вълната 633 нм, работи непрекъснато) лазери, холография започнаха да развиват енергично.

През 1962 godu класическата схема на запис холограма Емет Leith и Upatnieks Jurisa на Мичиган Технологичен Институт (Leith холограма-Upatnieks) се формира [4]. където холограма предавателни се записва (за намаляване на светлината преминава през фотографска плака холограма, въпреки че на практика някои от светлината, отразена от него и също така създава изображение вижда от противоположната страна).

През 1967 г. за пръв път холографски портрета е записан рубин лазер.

В резултат на това в дългосрочен план за работа през 1968 г. Юрий Н. Денисюк имам високо качество (до този момент, липсата на необходимата фотографския предотврати получаването на високо качество) холограма, която реконструира образа, отразявайки бяла светлина. За да направите това, те трябва е разработил своя собствена схема на запис холограма. Тази схема се нарича Денисюк, и получил от нея холограма нарича холограма Денисюк.

През 1977 г. Лойд кръст е създал т.нар мултиплекс холограма. Тя е коренно различна от всички останали холограми с това, че се състои от множество (десетки до стотици) на отделните плоски ъгли, видими от различни ъгли. Тази холограма е, разбира се, не съдържа пълна информация за обекта, освен това, той обикновено не е вертикален паралакс (т.е., не можете да погледнете на обекта от горе и от долу), но с размера на обекта, който се записва не се ограничава до продължителността на лазер съгласуваността на (което рядко надхвърля на няколко метра, а често и е само на няколко десетки сантиметра) и размера на фотографска плака. Освен това, можете да създадете мултиплекс холограма на обекта, което не съществува! Например, изготвянето фиктивен обект с множество различни ъгли. Мултиплекс холография превъзхожда всички други методи за създаване на триизмерен образ на базата на индивидуалните ъгли (например, растери на лещата), но тя все още е далеч от традиционните методи на холографията реализъм.

4. верига-запис Laitha Upatnieks на

В тази схема запис [5] на лазерния лъч е разделена на специален делител устройство (в най-простия случай като разделител може да бъде всяко парче стъкло), на две. След лъчи от лещи разшири и чрез огледала насочени към обект и записваща среда (например, фотографска плака). И двете вълни (обект и позоваване) попадат на запис от едната страна. Със се формира този запис предаване схема холограма, за неговото възстановяване изисква източник на светлина с една и съща вълна, на която е направен записът, в идеалния случай - лазер.

5. Denisyuk за запис верига

През 1962 г. Съветският физик Юрий Н. Денисюк предложен обещаващ метод за холографията с запис в триизмерни среди. [6] В тази схема, лазерният лъч се разширява от леща и насочена към огледало фотографска плака. Част от гредата, минаваща през него, ще светне темата. Отразената светлина от обекта образува обект вълна. Както може да се види, инцидента обекта и модели вълни върху плочата с различни страни (т.е.. Н. Диаграма сблъсък греди). В тази схема, отразяваща холограма се записва, които независимо намалява непрекъснато спектър на тясната зона (и) и отразява само си (по този начин действа като филтър). С тази холограма на изображението може да се види в един обикновен бяла светлина на слънцето или лампа (вж. Илюстрация в началото на статията). Първоначално холограма намалява дължината на вълната, при която е записан (Въпреки това, по време на обработка и съхранение на холограмата, емулсията може да варира в дебелина, като по този начин се променя и дължина на вълната), който може да записва върху една плоча три холограма на обекта в червено, зелено и синьо лазери , в крайна сметка получаване на цвят холограма, която е почти невъзможно да се разграничи от самия обект.

Тази схема се различава крайна простота и в случай на полупроводников лазер (с изключително малки размери и разрешаване различаващи светлина, без използването на лещи) може да се намали до само един лазер и въз основа на която е фиксирана на лазера, плаката и обекта. Че подобни схеми, използвани в аматьорски холограми за запис.

6. Носител на записи

Холография е изключително взискателна към резолюцията на снимките. Разстоянието между два максимума на схемата смущения от същия порядък като дължината на вълната на лазера, докато последният често е 632,8 нм за лазерно He-Ne, 532 пМ за неодим лазер втора хармонична 514 нм и 488 нм за лазер аргон. Така, че е от порядъка на 0,0005 мм. За да се получи ясно изображение на модела на смущения, отне среда за запис с резолюция до 6000 линии на милиметър (схемата за запис за сблъсък греди с ъгъл на сближаване лъч 180 °).

Медия са разделени в плосък (двумерен) и изместване (триизмерна или дебелина). За се използва параметъра класификация, понякога в литературата, посочена критерии Клайн:

където λ - дължина на вълната; г - дебелината на слоя; п - средният индекс на пречупване слой; Λ - разстояние между смущения равнини.

Обемно (дебелина) холограма, се считат тези, в които Q> 10. Обратно, холограмата се счита за тънък (плосък) когато Q <1.

6.1. сребро халогенни фотографски материали

Основната фотографски материал за запис на холограмите са специални фотографски плаки, въз основа на традиционната сребърен бромид. Благодарение на специални добавки и механизъм специален дисплей не успяха да постигнат решение на повече от 5000 линии на милиметър, но на цена, много ниска чувствителност на плаката и тесен спектрален диапазон (вдигнах лазерното лъчение). Чувствителността на плочите е толкова ниско, че да могат да бъдат пригодени за няколко секунди под пряка слънчева светлина, без риск от експозиция.

Освен това, понякога се използва фотографски плаки, основани на двуцветен желатин, които имат още по-голяма резолюция, да ви позволи да записвате много светъл холограма (до 90% от падащата светлина се превръща в един образ), но те все още са по-малко чувствителни, освен това те са чувствителни само в къси вълни (в синьо и в по-малка степен, зелени части на спектъра).

В България на индустриални количества (с изключение на определен брой малки) производство на фотографски плаки за холографията осигурява български "Фирма Slavich".

Някои схеми позволят запис и писане върху плочите с по-ниска резолюция, дори и на традиционните фотографски филми с резолюция от 100 линии на милиметър, но тези схеми имат много ограничения и не осигуряват високо качество на изображението.

6.2. фотохромни кристали

Заедно с фин сребърен халид фотографски медиите, се използват така наречените фотохромен среда промяна спектър на абсорбция под влияние на светлината за запис.

6.2.1. калиев хлорид

Един от най-ефективните сред фотохромни кристали са алкален халид кристали от които най-добри резултати се получават с адитивно оцветени кристали от калиев хлорид (KCl). Холограми се записват в такива кристали, до 40% ефективност относителна дифракция теоретично е възможно със средата в 60%. В този случай холограмата в материала е много гъста (до няколко милиметра дебелина, и може да достигне няколко сантиметра по принцип). Холографски запис в адитивно оцветени кристали KCl основават на превръщането фототермично на F-X на цветни центрове, т.е. действителните единични анионни местата обединяват в по-голям образуване на клъстери на десетки нанометра в размер. В този холографски запис в такива кристали реверсивен (обратим) и е много стабилна във времето [7].

Холографски запис също така е възможно чрез подходящи допинг примеси кристали. Възможно да се използват за тази цел ефекта на компенсиране на влиянието наложено AO KCl катион (Са ++) и анионен (ОН йони -) примеси в процеса на преобразуване фототермично F-центрове. Показано е, че избелването с максимална абсорбция при групата F центрове достигне 90% и не се придружава от центровете за образуване причиняват абсорбция във видимата област на спектъра. Механизмът на този ефект се основава на фотохимични реакции, крайните продукти, които абсорбират в UV обхват. Доказано е, че ключова роля в това явление игра divacancies и комплекси на Са ++ (ОН -) 2 - катион свободно място. Въз основа на резултатите, получени с фотохромен разработи нова система за образуване на холограми въз основа на ефекта на компенсиране на влиянието на катионни и анионни примеси [8].

6.3. фероелектрични кристали

В холографски запис, като средата за запис, също така е широко използван фероелектрични кристали. Това са предимно литиев ниобат - LiNbO3. Феноменът на промяна на коефициента на пречупване под влиянието на светлина, причинени от електро-оптичен ефект. При запис холограми фероелектрични кристали имат същите предимства, както на фотохромни материали. В допълнение, след определен брой "запис - изтриване" цикъл не е наблюдаван ефект на умора. Тъй като холограми се получават фаза, тяхната ефективност дифракция може да бъде много по-висока от холограми на фотохромен материал.

Въпреки това, тези кристали имат присъщите фотохромни материали. Основният проблем в този случай е нестабилността на холограмата, която не е фиксирана за разлика от конвенционалните photolayers. Друга трудност е ниската стойност на холографския чувствителността. [9]

6.4. Холографски фотополимерни материали

През последните години интензивно развита среда за запис на базата на холографски фотополимерни материали от многокомпонентна смес от органични вещества, депозирани под формата на аморфен филм от 10-150 микрона дебелина на стъкло или филм субстрат. Фотополимер филми са по-скъпи от кристалите на литиев ниобат са по-малко обемисти и са по същество голяма стойност на пречупване промяна на индекса, което води до големи стойности на дифракционната ефективност и по-голяма яркостта на холограмата. Въпреки това, от друга страна литиев ниобат, поради нейната дебелина, е с възможност за съхраняване на големи количества информация от филм фотополимер са ограничени дебелина.

От фотополимери не разполагат с зърнеста структура, разрешаването на този материал е достатъчно, за да superdense записване на информация. Чувствителността на фотополимерни е сравнима с чувствителността на фотохромни кристали. Записаните холограмите са фаза, която позволява да се получи висока ефективност дифракция. Такива материали могат да се съхранява информация за дълго време, устойчив на температури и са подобрени оптични характеристики. [10]