Способ перезаписи голограмм Советский патент 1993 года по МПК G03H1/20 G01B9/21 

Изобретение относится к применению голографии в интерференционных измерениях.

Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение процесса перезаписи.

На чертеже изображена оптическая схема устройства для реализации заявляемого способа.

Устройство содержит источник свете 1, телескоп 2, 3, объектную 4 и опорную В голограммы, установленные в держателях 6,7 и носители 8,9, установленные в держателях 10,11, причем носители оптически сопряжены объективами 12, 13 с голограммами. Между объективами в фокальной плоскости установлена фильтрующая диафрагма 14. Держатели 6, 11 соединены с двигателями 15, 16 и установлены на направляющих 17, 18, которые параллельны друг другу.

Предлагаемый способ перезаписи голограмм реализуется в устройстве следующим образом.

Совмещают голограммы 4 и 5, а также носители 8 и 9. Лазером 1 и телескопом 2, 3 формируют коллимированный пучок света, и освещают совмещенные голограммы 4, 5. Дифрагированные на голограммах пучки в n-е порядки дифракции выделяют фильтрующей диафрагмой 14. и в плоскости совмещенных носителей 8,9 получают несколько интерференционных структур.

Предположим, что амплитудное пропускание опорной и объектной голограмм имеет вид:

+ со8(2лУх + 0;(1)

cos(2 ЯУ х + у + е),(2)

где V- частота полос на голограммах, ри е - искажения фазы, вызванные аберрациями системы регистрации голограмм и исследуемым объектом соответственно. Осуществим перемещение двигателем 15 с

ё

00

ю ю о ю

00

постоянной линейной скоростью v одну из голограмм, например, опорную. При этом вектор перемещения расположен в плоскости голограммы и ориентирован перпендикулярно полосам, причем этот вектор параллелен направляющей 17. В n-х порядках дифракции восстановятся волны с опорной голограммы:

At (2jrnvx + nЈH-nAt), (3) At (-2 яп vх - n p- n A t) (4)

и с объектной голограммы

Аа (2 я n v x + n ц пе) , (5) Az ех(1(-2 л n v х - n / - ne) (6)

Добавка фазового множителя exp(+ln At) в выражениях (3), (4) связано со сдвигом частоты Я дифрагированного пучка на движущейся периодической структуре (опорной голограмме). Распределение интенсивности в плоскости носителей 8,9 будет описываться выражением:

I - (Ai + Ai + А2 + + At + AZ + А2) (7)

Подставляя (3), (4). (5). (6) в (7) получим I - Ai2 + (Ai2) + А22 + (А22) + (AiA2 +

+A2Ai) -i- (AiA2 + ) + ( + AzAi) +

+ ) + 4.

(8)

5

5

0 5

0

5

г 1 + cos(4 ft n v х + 2n pf 2n e ). (10)

Из выражений (9), (10) видно, что освещенность интерференционной структуры, образованной от опорной голограммы. И изменяется во времени с частотой 2 г А, а освещенность интерференционной структуры от объектной голограммы постоянна во времени.

Можно показать, что любая другая комбинация наложения волн согласно (8) образует интерференционную структуру, освещенность в которой изменяется во времени с частотой пЯ, т.е. отличной от частоты изменения освещенности в (9), (10). Зададим перемещение носителя 9 двигателем 16 с такой скоростью и так, чтобы интерференционная структура, образованная при наложении волн, восстановленных с опорной голограммы, была неподвижна на носителе 9. В этом случае на подвижном носителе 9 перезаписываются только подвижная опорная голограмма 4, а на неподвижном носителе 8 - только объектная голограмма 5. Все другие интерференционные структуры на подвижном и неподвижном носителях во время экспонирования усредняются и дают равномерную засветку.

Использование способа перезаписи голограмм дает следующие преимущества: одновременная перезапись совмещенных голограмм не менее, чем в два раза ускоряет реализацию перезаписи по сравнению с прототипом, а также значительно упрощает конструкцию устройства.

Изобретение относится к голографиче- ской интерферометрии. Сущность изобретения: при перезаписи голограмм совмещают опорную и объектную голограммы и носители в оптически сопряженных плоскостях, экспонирование производят при перемещении одной из голограмм при неподвижности другой, в плоскости перпендикулярной полосам интерференционной картины, зафиксированной на голограмме одновременно на оба носителя. Во время экспонирования один из носителей перемещают синхронно с движущейся голограммой. 1 ил.

Суммы амплитуд в первых и вторых квадратных скобках соответствуют интерференционным структурам, образованным при наложении волн, восстановленных с опорной и объектной голограмм соответственно, и эти интенференционные структуры необходимо зарегистрировать на носителях 8,9 соответственно. Все другие комбинации наложения волн являются помехами и эти интерференционные структуры должны быть исключены или усреднены на носителях 8, 9. Так как опорная голограмма перемещается с постоянной скоростью, а объектная - неподвижна, то согласно (3), (4) и (5), (6) имеем, что распределение освещенности в интерференционных структурах для перезаписанных опорой и объектной голограмм соответственно имеет вид:

И 1+cos(4ttnvx + 2nyH2Ant) (9)

Формула изобретения Способ перезаписи гол or рам, включающий совмещение опорной и объектной голо- граммб освещение их параллельным пучком света, выделение ±п порядков дифракции восстановленных волн, последовательное экспонирование полученной интерфереционной структуры на совмещенные носители, расположенные в оптически сопряженных плоскостях, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения процесса перезаписи, перемещают

одну из голограмм при неподвижности другой, в плоскости, перпендикулярной полосам интерфереционной картины, зафиксированной на голограмме, и осуществляют экспонирование одновременно на оба

носителя, один из которых в процессе экспонирования перемещают синхронно с движущейся голограммой.