Способ записи радужных голограмм Советский патент 1984 года по МПК G01H1/24 

Изобретение относится к оптической голографии и предназ-начено для применения в трехмерных дисплеях для получения изобразительных и рекламных голограмм, восстанавливаемых в белом свете. По основному авт. св. № 959033 известен способ записи радужных голограмм, обеспечивающий круговой обзор восстановленного изображения, заключающийся в том, что объект или вспомогательную голограмму освещают когерентным излучением, ограничивают спектр пространственных частот объектного волнового поля путем выделения кольцевого участка этого спектра, направляют на регистрирующую среду опорное волновое поле таким образом, что его направление распространения перпендикулярно плоскости пространственных частот, содержащей указанный кольцевой участок, и производят запись радужной голограммыСй Однако известный способ, предполагающий непосредственную голографическую запись в когерентном свете, не позволяет осуществлять запись достаточно протяженных объектов и сцен вследствие ограниченной длины когерентности источников излучения и низкой светочувствительности голографический регистрирующих сред, а также непригоден для голографической записи многих биологических объектов из-за вредного влияния когерентного излучения на живые организмы. Кроме того, способ не применим и для создания трехмерного изображения с круговым обзором по отдельным голограммам с ограниченным углом наблюдения восстановленного изображения, получаемых, например, при регистрации быстропротекающих процессов, а также недостаточно удобен с точки зрения последующего копирования голограмм. Цель изобретения - расширение класса регистрируемых объектов. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу записи радужных голограмм у на голограмму последовательно записывают совокупность п стереофотографий с плоскими ракурсными изображениями трехмерного объекта, а ограничение спектра пространственных частот объектного волнового поля производят для всей совокупности записываемых на голограмму стереофотографий перед освещением каждого ракурса объекта таким образом, что совокупный спектр образует замкнутый кольцевой участок длиной L, при этом длина части кольцевого участка для каждой стереофотографии 1. На фиг. 1 представлена принципиальная оптическая схема записи радужной голограммы; на фиг. 2 - схема восстановления изображения при освещении радужной голограммы белым светом; на фиг. 3 - схема интерференционного копирования радужных голограмм. Устройство реализующее предлагаемый способ, содержит опорный канал, в котором формируется опорное волновое поле, распространяющееся по направлению 1, и объектный канал, в котором формируется объектное волновое поле, распространяющееся по направлению 2, и который включает последовательно расположенные цилиндрическую линзу 3, диффузный рассеиватель 4, кассету 5 с помещаемыми в нее стереофотографиями 6, маску 7 и голограмму 8, расположенную на приспособлении 9. Устройство работает следующим образом Стереофотографию 6, записываемую на небольщой участок (подголограмму) голограммы 8, ограниченный маской 7 (фиг. 1) освещают когерентным излучением, распространяющимся по некоторому направлению 2, составляющему небольшой угол 20°) с плоскостью голограммы Цилиндрической линзой 3, фокусирующей излучение в узкую полоску на диффузный рассеиватель 4, производят ограничение пектра пространственных частот объектного волнового поля. Опорное волновое поле направляют на открытый участок голограммы по направлению 1 и производят экспонирование первой подголограммы. Вся совокупность стереофотографий, помещаемых поочередно в кассету 5, записывается последовательно на смежные участки голограмм, которая поворачивается с помощью приспособления 9. Для того, чтобы совокупный спектр пространственных частот объектного волнового поля образовал бы при его ограничении замкнутый кольцевой участок, диффузный рассеиватель имеет вид матированной поверхности, изогнутой таким образом, чтобы полоска излучения, сфокусированная линзой 3, преобразоваалась в отрезок дуги, длина 1 и кривизна которого определяется длиной всего кольцевого участка L и количеством стереофотографий п. Вместо стереофотографии 6 может использоваться ее изображение, проектируемое оптической системой с изменением масштаба. Тогда позиции 2 и 3 на фиг. 1 отсутствуют (их заменяет оптическая система), а позицией 4 является изображение диффузного рассеивателя, применяемого в оптической системе для освещения стереофотографий. Голограмму 8 с записанным на ней пным количеством подголограмм, расположенных в форме кольца, восстанавливают (фиг. 2) волновым полем, сопряженным по кривизне с опорным волновым полем и распространяющимся по направлению 10, противоположному направлению распространения опорного волнового поля при записи голограммы. Поэтому волновые поля, восстановленные каждой подголограммой, распространяются в направлении, противоположном направлению распространения объектных волновых полей на фиг. 1, образуя при своем пересечении трехмерное изображение 11 записанного на голограмму объекта. При пересечении с плоскостью пространственных частот восстановленные волновые поля образуют замкнутый кольцевой участок, как показано пунктирной линией на фиг. 2, что обеспечивает возможность кругового наблюдения восстановленного изображения. Вследствие частичного наложения смежных подголограмм в процессе из записи обеспечивается непрерывное измерение ракурса наблюдаемого изображения Механизм восстановления изображения в белом свете аналогичен описанному в способе-прототипе.

Таким образом, поскольку в схеме, представленной на фиг. 1, осуществляют запись радужной голограммы по совокупности стереофотографий, получаемых при обычном некогерентном освещении исследуемого

объекта, предлагаемый способ действительно позволяет регистрировать объекты больщих размеров, а также обеспечивает возможность регистрации биологических объектов. Кроме того, применение предлагаемого способа записи радужных голограмм по сравнению с прототипом дает возможность получения интерференционных копий с данных голограмм (фиг. 3). Для этой цели голограмму - оригинал 8, освещают коллимированным монохроматическим излучением по направлению 12. Центральная часть этого потока излучения, минующая кольцо подголограмм, играет роль опорной волны при записи голограммы-копии

с 13, которая располагается в области локализации действительного изображения 11, при этом интерференционное копирование позволяет не только осуществлять тиражирование голограмм, но и уменьщить размер регистрирующей среды.

СПОСОБ ЗАПИСИ РАДУЖНЫХ ГОЛОГРАММ по авт. св. № 959033, отличающийся тем, что, с целью расширения класса регистрируемых объектов, на голограмму последовательно записывают совокупность п стереофотографий с плоскими ракурсными изображениями трехмерного объекта, а ограничение спектра пространственных частот объектного волнового поля производят для всей совокупности записываемых на голограмму стереофотографий перед освещением каждого ракурса объекта таким образом, что совокупный спектр образует замкнутый кольцевой участок длиной L, при этом длина части кольцевого участка для каждой стереофотографии 1. фиг.

Редактор С. ЛисинаТехред И. ВересКорректор И. Муска

Заказ 4976/35Тираж 464Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Аджалов