7.3. Голография

Все ранее рассмотренные светорегистрирующие процессы, а также мето­ды получения изображений при использовании черно-белой и цветной фотографии имеют один общий недостаток — запечатленное ими изобра­жение является плоской копией исходной трехмерной картины. Этот не­достаток значительно снижает информативность изображения и возмож­ность анализа зафиксированных данных.

Попытки получить объемное изображение чисто фотографическими методами предпринимались еще с начала XX в. Г. Липман в 1908 г. разра­ботал метод интегральной фотографии, затем появились растровая и сте­реоскопическая фотосъемки. Однако все они создают иллюзию объемно­сти изображения. Наиболее удачное решение этой проблемы стало возможным с появлением голографии (от греч. Но1оз — весь, полный и §га/о — пишу, рисую) — метода регистрации и воспроизведения волново­го поля, создаваемого с помощью лазерного излучения.

Голография — это объемная фотография, полученная при лазерном ос­вещении. Она позволяет регистрировать и восстанавливать информацию

1 46 Раздел 1. Основы общей фотографии

об объекте съемки на основе интерференционной записи волновых фрон­тов излучения и их дифракционного воспроизведения, причем у наблю­дателя возникает ощущение объемного изображения предмета.

Теоретические основы голографии были заложены еще в 1948 г. в работах английского физика Д. Габора. Суть предложенного им метода состоит в следующем: луч лазера разделяют на два; один (опорный) на­правляется на фотопластинку, второй (объектный) используется для освещения объекта съемки. Отраженный от объекта свет тоже попадает на фотопластинку. Интерференционная картина, образующаяся от вза­имодействия опорной и объектной волн, регистрируется фотоэмульси­ей. Если на такую запись — голограмму — направить опорную волн, то объемное изображение объекта восстанавливается. Таким образом, при голографировании происходит взаимодействие двух когерентных (т. е. с одним периодом и неизменной разностью фаз) волн, а возникающая интерференционная картина (периодическая структура темных и свет­лых полос или пятен), зафиксированная на фотоматериале, содержит полную информацию о запечатленном объекте.

Различают голограммы двух типов: просветные и отражательные. Если установить проявленную фотопластинку на место, где она экспонирова­лась, убрать делитель лазерного луча и объект, то при включении лазера наблюдатель увидит цветное объемное изображение объекта съемки. Это происходит потому, что световая волна взаимодействует со сложной структурой, зарегистрированной в фоточувствительном слое, а в резуль­тате взаимодействия формируется изображение объекта, т. е. голограмма отражает свет так же, как и реальный объект, а возникающее световое поле в точности соответствует объектному.

Несмотря на отличия в схемах записи, голограммы характеризуются общими свойствами:

• голограмма — это не изображение объекта, а зафиксированное рас­ пределение интерференционной картины объектного и опорного волновых полей, поэтому для голографического метода не существу­ ет понятий «негатив» и «позитив»;

• голограмма точно воспроизводит поле объектной волны лишь при строго определенных условиях, это позволяет на одну регистраци­ онную среду последовательно записать, а затем воспроизвести не­ сколько различных интерференционных картин;

• при записи голограммы каждая точка объекта рассеивает излучение практически на всю поверхность регистрирующей среды, поэтому в любой точке голограммы содержится информация обо всем объекте. Это означает, что, во-первых, любой участок голограммы способен воспроизвести изображение всего объекта (уменьшение размера го­ лограммы приводит лишь к некоторому ухудшению качества вое-