Ассоциативные свойства голограммы

Ассоциативные свойства голограммы проявляются при восстановлении объектной волны излучением, сформированным только отдельным участком объекта. При этом голограмма может быть записана только объектной волной и представлять собой так назваемую безопорную голограмму.

б

Безопорная голограмма – голограмма, при записи которой не используется опорная (референтная) волна. Эта голограмма регистрируется и

Рис 6. Принципиальная схема записи (а) и считывания (б) безопорной голограммы.

злучением только объектной волны в объемной регистрирующей среде. Интерференционная структура голограммы обусловлена когерентным взаимодействием излучения различных частей объекта. Такая схема демонстрирует ассоциативные свойства голограммы – восстановление объектной волны при освещении голограммы излучением, сформированным только отдельным участком объекта.

П

a

б

ри получении безопорной голограммы (рис. 6а) излучение каждой точки объекта, интерферируя с излучением всех его остальных точек, сформирует в объеме РС множество пространственных решеток (простейших голограмм), отличающихся пространственным периодом и ориентацией в пространстве. При освещении полученной таким образом голограммы излучением от какой-либо части записанного на ней объекта (см. рис. 6) излучение каждой из точек используемой части объекта в силу селективных свойств трехмерных голограмм будет взаимодействовать только с теми решетками (простейшими голограммами), в формировании которых это излучение участвовало во время записи. Изображения, восстановленные каждой точкой освещающей части объекта, складываясь, усиливают друг друга, и в результате образуется единое яркое изображение объекта. Таким образом, по отдельной части, записанной на ней сцены, голограмма «вспоминает» всю сцену. Объектная волна, сформировавшая изображение объекта использованного при записи, полностью восстанавливается.

Процесс получения изображения объекта с помощью безопорной голограммы похож на ассоциативную память человека. По отрывку мелодии песни или запаху цветка память человека может восстановить всю мелодию или изображение цветка.

Мультиплицирование изображения

Я

Рис. 7 Принцип работы голографического множительного элемента: а – запись голограммы матричного элемента с использованием референтного источника S; б – мультиплицирование объекта-транспаранта, освещаемого пучком лучей L.

а

б

рким примером возможностей, которые открывает голография в области создания оптических элементов, является множительный голографический элемент, используемый в микроэлектронике, а также в некоторых других областях. Общая схема получения и использования такого элемента приведена на рис. 7. На стадии получения элемента на регистрирующей среде (РС) с помощью референтного точечного источника S записывается специальный объект О, выполненный в виде регулярной матрицы точек. При реконструкции на место, которое занимал точечный источник, устанавливается объект, подлежащий мультиплицированию (транспарант, освещенный пучком лучей L). Каждая точка этого объекта в соответствии с условиями съемки изображается голограммой в виде регулярной матрицы точек. В целом голограмма восстанавливает регулярную матрицу О¹, составленную из изображений мультиплицируемого объекта. Такой голографический мультиплицирующий элемент в отличие от линзы, преобразующей точку предметного пространства в точку в пространстве изображений, преобразует точку в пространстве предметов в матрицу точек в пространстве изображений.

Описанный выше голографический элемент (голографическая линза) получил применение в следующих случаях:

• для записи изображений, например, в фотолитографии при производстве полупроводниковых приборов;

• для осуществления многоканальной параллельной оптической обработки одного входного изображения;

• для реализации поэлементной пространственно-неинвариантной обработки изображений;

• для различных целей в качестве согласующих элементов оптических волоконных систем.

Преимущества голографического метода мультиплицирования изображений перед всеми другими используемыми методами заключается в том, что два важных свойства элемента - яркость изображения и его разрешение - при использовании голографического метода обусловлены независимыми параметрами. Увеличение разрешения в изображении объекта впрямую не связано с уменьшением его яркости, в то время как в неголографических методах в связи с необходимостью выбора размера отверстия увеличение разрешения, как правило, связано с потерей яркости.