Вw - составляющая видности, определяемая спектральным составом интерферирующих волн.

Неравенство (1) накладывает более жесткие ограничения на каж­дую составляющую видности в отдельности.Выравниванием интенсивностей опорно­го и сигнального пучков с помощью светофильтра 6 мож­но добиться соответствующе­го значения В1. Установка заданной поляризации, в опор­ном и сигнальном пучках,а следовательно, и выбор со­ответствующего значения Вr производится с помощью по­ляризационных элементов 7и 10. При линейной поляриза­ции используемого излучения для этого применяют кристаллические полуволновые пластинки. .Изменяя оптическую длину опорного пуч­ ка перестановкой отражателей 4 и 5, необходимо добиться равенства оптических длин интерферирующих пучков в центре регистратора, при­ чем в качестве длины сигнального пучка выбирается оптическая длина луча, проходящего через среднюю или наиболее ответственную точку сцены, для которой в этом случае Вw = 1. Перемещая отражатель 8,можно изменять угол схождения сигнального и опорного пучков приих падении на регистрирующий элемент и тем самым изменять простран­ственную частоту интерференционной картины на регистраторе.

16

2.2 Методы голографирования динамических объектов и нестационарных процессов

При голографировании динамических объектов и нестационарных процессов в плоскости регистрации образуется нестационарная интерференционная картина. Для регистрации этой картины необходимо применить стадиальные методы и схемы голографирования. Один из таких методов, основан­ный на принципе стробирования. Здесь перед реги­стрирующим элементом размещается безынерциочный затвор, который открывается на некоторую долю периода каждый раз при перемещении интерференционной картины на один период. Управлять затвором мож­но сигналом с точечного детектора, расположенного в какой-либо точке зоны интерференции, находящейся вне области действия затвора. Этот метод голографирования, однако, пригоден только в случаях пе­ремещения объекта как целого, когда скорость перемещения интерфе­ренционных полос одинакова по всей поверхности регистрирующего элемента.

Такое же ограничение имеет способ голографирования с обратной связью , в котором в одном из потоков устанавливается элемент с управляемой оптической длиной. Изменяя оптическую длину этого элемента в соответствии с бегом интерференционной картины, ее мож­но останавливать на определенную часть периода. Схема способа голо­графирования с обратной связью приведена на рисунке 3. Синхронизация управляемого элемента с бегом интерференционной картины осущест­вляется таким же образом, как и в предыдущем методе. Кроме того, этот метод можно использовать для голографирования стационарных объектов при наличии вибраций.

Более универсальным способом является импульсная голография.В этом способе неподвижность интерференционной картины относи­тельно регистратора достигается сокращением времени экспозициидо такой величины, в течение которой интерференционную картину можно считать неподвижной.

17

Рисунок 3 – Схема голографирования с обратной связью: 1 — лазер; 2 — светоделитель; 3 — зер­кало; 4 — пьезоэлектрический кристалл;

5 – короткофокусный объектив с точеч­ной диафрагмой; 6 — фотопластинка;

7—линза; 8 — щелевая диафрагма; 9 — фотоумножитель; 10 — электронный блок управления.

Рисунок 4 – Схема голографировапия с ло­кальной опорной волной:

1—лазер; 2 — коллимирующая система; 3 — зеркало, поддерживаемое рукой;

4 — транспа­рант; 5 — светоделитель; 6 — линза; 7, 10 — зеркала; 8 — плоскость изображения объекта; 9 — фотопластинка.

Этот способ нашел самое широкое при­менение при голографировании движущихся объектов и нестациоцарных процессов. С его помощью удалось получить голограммы живых объектов, падающих капель жидкости, вращающихся роторов, летящей пули, движущихся частиц и т. д.

Следует отметить, что уменьшение времени экспозиций вызывает необходимость увеличивать интенсивность излучения, чтобы сохранить энергию, необходимую дли экспонирования. Поэтому импульсная голо­графия возможна лишь при использований достаточно мощных, обыч­но твердотельных, оптических квантовых генераторов (ОКГ).

18

При дли­тельностях импульсов (3 ¸ 5)×10-8 с, которые обеспечиваются хорошо отработанной лазерной техникой (например, ОКГ на рубине с пассив­ным затвором), можно производить голографическую регистрацию объ­ектов, перемещающихся со скоростями от нескольких метров до нескольких сотен метров в секунду в зависимости от геометрии освеще­ния и направления движения объекта.

Предложен ряд методов голографической регистрации быстродвижущихся объектов и быстропротекающих процессов, основанных на преднамеренном изменении частоты излучения в опорной или сигналь­ной волне. Это позволяет без существенного укорочения длительности импульсов существующих ОКГ (примерно 10-8 с) регистрировать объекты, движущиеся с большими скоростями.

Сущность метода голографирования с локальной опорной волной состоит в том, что опорная волна формируется как часть сигнальной. Это приводит к автоматической фазовой модуляции опорной полны. В случае, когда весь объект находится в движении как целое, вся или любая часть сфокусированной опорной волны может быть ис­пользована для регистрации голограммы. Если же часть объекта пере­мещается по отношению к другим его частям, то, выделив с помощью диафрагмы определенную часть опорной волны, можно наблюдать в реальном времени интерференционные полосы, которые и определяют перемещение частей объекта по отношению к части объекта, выделенной диафрагмой.

С помощью приведенной на рисунке 4 схемы удалось зарегистрировать голограмму транспаранта, освещаемого с помощью находящегося в руках зеркала. Рассматриваемый метод пригоден для голографической регистрации объектов, имеющих малый разброс скоростей. Низкая интенсивность опорной волны в значительной степени затрудняет применение этого метода.

19

3 Голографические системы СВЧ диапазона. Системы топографической регистрации с получением восстановленного изображения в реальном масштабе времени

Проблема получения изображений, восстановленных по СВЧ голо­граммам в реальном масштабе времени, представляет существенный ин­терес для многих практических приложений, поэтому уже на ранних стадиях развития голографии было предложено несколько систем, ко­торые в принципе позволяют решить поставленную задачу. Вероятно, первой из таких систем была система Росса. В этой системе СВЧ излучение, рассеянное исследуемым объектом, поступает на приемную матрицу. Каждый элемент этой матрицы связан с соответствующим эле­ментом в матрице модуляторов света, причем в качестве последних Росс предлагал использовать электрооптические ячейки Керра. Ма­трица электрооптических элементов модулирует излучение лазера в соответствии с законом изменения интенсивности в плоскости прием­ной матрицы и создает таким образом динамическую оптическую голо­грамму, по которой восстанавливается изображение объекта.