ГОЛОГРАФИЯ


ГОЛОГРАФИЯ

особый фотографический метод, при котором с помощью лазера регистрируются, а затем восстанавливаются изображения трехмерных объектов, в высшей степени похожие на реальные. Такая фотографическая запись называется голограммой. При освещении лазером голограмма формирует изображение, которое представляет собой точную копию исходного трехмерного объекта и обнаруживает все свойства таких объектов, например изменение перспективы при перемещении наблюдателя. Метод голографии, применяемый в основном для регистрации информации, которую несет свет, отражающийся от некоего объекта или проходящий сквозь него, пригоден отнюдь не только для видимого света. Теоретически этот метод приложим ко всем другим волновым явлениям - звуковым волнам, сверхвысокочастотному, инфракрасному, рентгеновскому и электронному излучению. Этим и объясняется тот интерес, который вызывает голография; однако из-за практических трудностей ее пока не удалось применить к электронам и в рентгеновской области спектра.
См. также ЛАЗЕР.
Суть метода голографии. Пучок света, создаваемый лазером, отличается от света, испускаемого обычными источниками, например электролампой, в двух отношениях. Во-первых, он монохроматичен, т.е. характеризуется только одной длиной волны. Во-вторых, он когерентен, т.е. гребни и впадины каждой его волны согласуются с гребнями и впадинами каждой другой волны. Если рассматривать пучок света как последовательность волновых фронтов, лазерный луч представляет собой такой луч, в котором все точки волнового фронта согласованы по фазе. При взаимном наложении двух когерентных волновых фронтов (в месте пересечения двух когерентных пучков) происходит т.н. интерференция: волновые фронты усиливают друг друга, если совпадают по фазе, и ослабляют, если не согласуются по фазе. На интерференции и основана голография. Одна из возможных схем регистрации голограмм трехмерных объектов представлена на рисунке. Здесь когерентный свет лазера разделяется на два пучка. Одним пучком освещается объект, который необходимо зарегистрировать; свет, отражающийся от объекта, падает на фотографическую пластинку или другую фоточувствительную регистрирующую среду. Другой пучок, называемый опорным, направляется зеркалом под некоторым углом на ту же фотографическую пластинку, где его волновой фронт налагается на волновой фронт, пришедший от объекта. В результате взаимного наложения двух когерентных волновых фронтов возникает интерференционная картина, которая и регистрируется на фотографической пластинке как изменения плотности почернения - увеличение плотности почернения в тех местах, где волновые фронты совпадают по фазе, и уменьшение плотности почернения там, где они пришли не в фазе. Эта запись интерференционной картины и называется голограммой.
ГОЛОГРАФИЯ с лазерным освещением. Вверху: часть света, отражающаяся от объекта, падает на фотографическую пластинку. Остальная часть света, называемая опорным пучком, отбрасывается на ту же пластинку зеркалом. Два волновых фронта интерферируют; интерференционная картина, зарегистрированная на пластинке, представляет собой голограмму. Внизу: при восстановлении изображения на голограмму направляют лазерный пучок, аналогичный опорному. Часть света (распространяющаяся справа вверх налево) имеет такой же волновой фронт, как и шедший от объекта при записи. Наблюдатель увидит в этом направлении виртуальное (мнимое) изображение - трехмерное изображение исходного объекта. Другая часть света создает действительное трехмерное изображение, которое, если его сфотографировать, будет выглядеть как обычный двумерный фотоснимок.
ГОЛОГРАФИЯ с лазерным освещением. Вверху: часть света, отражающаяся от объекта, падает на фотографическую пластинку. Остальная часть света, называемая опорным пучком, отбрасывается на ту же пластинку зеркалом. Два волновых фронта интерферируют; интерференционная картина, зарегистрированная на пластинке, представляет собой голограмму. Внизу: при восстановлении изображения на голограмму направляют лазерный пучок, аналогичный опорному. Часть света (распространяющаяся справа вверх налево) имеет такой же волновой фронт, как и шедший от объекта при записи. Наблюдатель увидит в этом направлении виртуальное (мнимое) изображение - трехмерное изображение исходного объекта. Другая часть света создает действительное трехмерное изображение, которое, если его сфотографировать, будет выглядеть как обычный двумерный фотоснимок.

Обычно голограмма не обнаруживает никакого сходства с зарегистрированным объектом; это просто какой-то набор темных и светлых пятен, в которых не угадывается никакого смысла. Но, будучи интерференционной картиной, голограмма содержит информацию весьма особого свойства: это запись не только амплитудных, но и фазовых характеристик волнового фронта, отразившегося от объекта. (Амплитуда равна половине разности высот гребня и впадины волны. Чем больше амплитуда, тем интенсивнее свет.) Если теперь объект удалить, а на голограмму направить опорный пучок (т.е. такой же пучок света, как и тот, которым она была записана), то она сформирует волновой фронт, несущий всю ту информацию, которую нес первоначальный волновой фронт. Таким образом, голограмма воссоздает волновые фронты, исходившие от объекта, хотя самого объекта в этом месте уже нет.
Применение голографии. Основные особенности голографии, отличающие ее от фотографии, таковы: 1) это запись интерференционной картины, содержащая не только амплитудную, но и фазовую информацию, тогда как обычная фотография - это запись только интенсивностей света, не содержащая фазовой информации; 2) при регистрации голограммы нет необходимости в фокусировке, голограмма чаще всего не имеет сходства с объектом; 3) голограмма способна восстанавливать точную копию волнового фронта, идущего от объекта (если объект трехмерный, она восстанавливает трехмерное изображение); 4) изменяя угол между опорным пучком и волновым фронтом, идущим от объекта, можно на одном участке фотографической пластинки записать более одной голограммы; 5) в большинстве случаев для восстановления изображения достаточно любой малой части голограммы; если голограмма повреждена или частично уничтожена, она все равно восстановит изображение. Эти и некоторые другие важные особенности голограмм привлекли внимание многих исследователей, стремившихся довести голографию до практического применения. На "объемных голограммах", полученных с регистрацией интерференционной картины по толщине фотоэмульсионного слоя на фотопластинке, была продемонстрирована возможность восстановления многоцветных трехмерных изображений при освещении белым светом. Весьма перспективным представляется применение голографии в микроскопии. Благодаря возможности спокойно исследовать трехмерный объект, после того как записана его голограмма, устраняются некоторые трудности, связанные с визуальным исследованием объектов при большом увеличении. То, что вместо самого объекта рассматривается его восстановленное голографическое изображение, не мешает исследователю использовать метод фазового контраста и другие методы микроскопии. Более того, этим могут быть существенно уменьшены трудности, связанные с подготовкой образца, в ходе которой объект может оказаться деформированным. В данной области ведутся интенсивные разработки. Голография привнесла много нового в интерферометрию - область прецизионной измерительной техники, основанной на применении интерференции. Был создан ряд голографических методов, позволяющих получать восстановленное изображение объекта вместе с волновым фронтом от того же самого объекта после какой-либо его деформации, столь малой, что ее невозможно обнаружить другими методами. На интерференционной картине, возникающей при взаимном наложении двух волновых фронтов, выявляются деформационные искажения порядка длины волны света. Голографическими методами можно исследовать с интерферометрической точностью любые объекты; не требуется, чтобы их поверхности были оптического или близкого к оптическому качества. Поиски возможностей применения голографии продолжаются. В области т.н. оптической фильтрации и оптической обработки данных удалось достичь некоторого успеха при использовании специальных голограмм для распознавания особенностей рельефа на аэрофотоснимках. Голографические методы облегчают обработку радиолокационной информации; они нашли применение при расшифровке данных бортовых самолетных РЛС. Ряд научных организаций работает над устранением еще имеющихся трудностей. Методами, аналогичными оптическим, были получены акустические голограммы - записи картин интерференции звуковых волн. Были сделаны голограммы объектов, находящихся под водой; в ряде лабораторий ведутся исследования возможностей применения голографических методов при ультразвуковом просвечивании человеческого тела. Результаты такого просвечивания можно представить в виде оптического изображения. Методами, аналогичными методам оптической и акустической голографии, можно получать голограммы в сверхвысокочастотном излучении. Специальные СВЧ-голограммы, зарегистрированные с борта самолета, позволяют получать изображения местности с высоким разрешением рельефа.
Историческая справка. Основные принципы голографии сформулировал в 1947 Д. Габор из Королевского научно-технического колледжа в Лондоне. Однако метод не находил практического применения до начала 1960-х годов, когда появился лазер. Применив лазер и усовершенствовав первоначальный голографический метод, Э.Лейт и Ю.Упатниекс из университета штата Мичиган получили голограммы, которые давали необычайно похожие на реальность трехмерные изображения. В 1962 Лейт и Упаниекс представили свой метод лазерной голографии. После этого метод голографии начал быстро развиваться. Были разработаны голограммы, позволяющие восстанавливать изображение в белом свете; активно ведутся исследования в направлении применения голографии для обработки данных.
ЛИТЕРАТУРА
Вьено Ж.-Ш., Смигильский П., Руайе А. Оптическая голография. М., 1973 Применения голографии. М., 1973 Физические основы голографии. Л., 1981 Клименко И.С. Голография сфокусированных изображений и спекл-интерферометрия. М., 1985

Энциклопедия Кольера. — Открытое общество. 2000.

Синонимы:

Смотреть что такое "ГОЛОГРАФИЯ" в других словарях:

  • голография — голография …   Орфографический словарь-справочник

  • ГОЛОГРАФИЯ — (от греч. holos весь полный и ...графия), метод записи, воспроизведения и преобразования волновых полей, основанный на интерференции волн. Предложен Д. Габором в 1948. Голография позволяет получать изображение объектов. На фоточувствительный слой …   Большой Энциклопедический словарь

  • ГОЛОГРАФИЯ — ГОЛОГРАФИЯ, процесс создания голограммы. Одна или несколько фотографий накладываются на одну пленку или пластину с использованием интерференции между двумя частями расщепленного луча ЛАЗЕРА. На первый взгляд сформированная модель бессмысленна, но …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ГОЛОГРАФИЯ — (от греч. holos весь, полный и grapho пишу), способ записи и восстановления волн. поля, основанный на регистрации интерференц. картины, к рая образована волной, отражённой предметом, освещаемым источником света (п р е д м е т н а я волна), и… …   Физическая энциклопедия

  • ГОЛОГРАФИЯ — [< гр. holos весь + grapho пишу] метод получения объемного изображения предмета, основанный на интерференции (ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ) лучей света от источника и от предмета; лазерное фотографирование в трех измерениях. Словарь иностранных слов. Комлев Н.Г …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Голография — см. Криминалистическая голография …   Энциклопедия права

  • ГОЛОГРАФИЯ — ГОЛОГРАФИЯ, и, жен. (спец.). Получение объёмного изображения, основанное на взаимном действии (наложении друг на друга) световых волн. | прил. голографический, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • голография — сущ., кол во синонимов: 1 • микроголография (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • ГОЛОГРАФИЯ — [g r άj w (графо) пишу] метод регистрации и воспроизведения волновых полей. В частности, может быть реализован фотографическими способами. При этом в отличие от традиционной фотографии на фотопластинке регистрируется не… …   Геологическая энциклопедия

  • голография — Метод формирования изображения, основанный на фиксации, при помощи опорного когерентного излучения, волнового фронта, образованного объектом (получение голограммы), и последующей реконструкции зафиксированного на голограмме волнового фронта для… …   Справочник технического переводчика

  • Голография — метод получения голограмм изображений предметов, которые выглядят объемными. Используется в науч. работе, а также для защиты от подделок ценных бумаг, этикеток товаров …   Издательский словарь-справочник

Книги

  • Голография, М. Франсон. Попытайтесь, разглядывая обычную фотографию, заглянуть за предметы, находящиеся на переднем плане. Вам это, конечно, не удастся. Ведь фотография это плоское изображение объемной сцены,… Подробнее  Купить за 2183 грн (только Украина)
  • Голография, М. Франсон. Эта книга будет изготовлена в соответствии с Вашим заказом по технологии Print-on-Demand. Попытайтесь, разглядывая обычную фотографию, заглянуть за предметы, находящиесяна переднем плане.… Подробнее  Купить за 1741 руб
  • Голография, Дж. де Велис, Дж. Рейнольдс. Голография - новый метод получения объемных изображений (оптических копий) различных предметов и фотографирования быстродвижущихся объектов (самолетов, ракет и т. п.) вызывает всеобщий… Подробнее  Купить за 280 руб
Другие книги по запросу «ГОЛОГРАФИЯ» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.