Основы голографии

1. Голография как раздел физики.

Обычный фотографический метод получения изображений объектов основан на регистрации с помощью фотоприемника различий в интенсивности света, рассеиваемого разными малыми элементами поверхности объекта. Для этого при фотосъемке действительное изображение объекта проецируется на светочувствительную поверхность фотопластинки. Полученный негатив является приближенным двумерным образом трехмерного объекта. Об объемности объекта можно судить только по светотеням, имеющимся на его восстановленном с негатива фотографическом изображении. Более совершенным является стереоскопическое изображение предмета, которое, однако, не может дать полного ощущения объемности такого, как при непосредственном наблюдении самого объекта.

Английский физик Д. Габор в 1947 г. высказал идею принципиально нового метода получения объемных изображений объектов. Он теоретически и экспериментально обосновал возможность записи и последующего восстановления амплитуды и фазы волны при использовании двумерной (плоской) регистрирующей среды. Свой метод Д. Габор назвал «голография». Слово составлено из двух греческих слов “δλοσ” - "весь" и “γραϕω” - "запись" и означает “полная запись”. В настоящее время теоретически и экспериментально доказана возможность записи и восстановления амплитуды, фазы, спектрального состава и состояния поляризации волн, а также преобразования и изменения этих параметров во времени.

Голография - раздел физики, в котором изучаются процессы преобразования волновых полей интерференционными структурами, формируемыми когерентными волновыми полями при их взаимодействии в веществе. Основой голографии является наиболее общий метод записи и восстановления произвольного волнового поля, который состоит в том, что запись осуществляется путем регистрации в светочувствительной среде результата когерентного сложения (интерференции) исходного волнового поля с другой (опорной) волной, а восстановление (воспроизведение, преобразование) - вследствие дифракции излучения на зарегистрированной интерференционной структуре. Голографический метод применим к волнам любой природы, но наибольшее развитие получила оптическая голография (оптический диапазон электромагнитного излучения).

Важным этапом в развитии голографии явились работы Ю.Н. Денисюка, который в 1962 году показал возможность восстановления голограммой, зарегистрированной в трехмерной среде, не только амплитуды и фазы волны, но также и ее спектрального состава. Эти работы стали фундаментом трехмерной голографии (голографии в объемных средах) и ее приложений. Значительный вклад в развитие практических приложений голографии внесли Э. Лейт и Ю. Упатниекс, которые предложили внеосевую схему записи голограмм и впервые использовали лазер в качестве источника излучения при получении голограмм (1962-1964г.г.). Применение лазеров и разработка высокоразрешающих регистрирующих сред сделали возможным применение голографии в таких областях как оптическая обработка информации, оптическое приборостроение, изобразительная техника, интерферометрия, лазерная техника, регистрация быстропротекающих процессов, неразрушающий контроль изделий и другие.