Устройство для записи голограммы объекта во встречных пучках Советский патент 1982 года по МПК G03H1/04 

(5k) УСТРОЙСТВО для ЗАПИСИ ГОЛОГРАММЫ ОБЪЕКТА ВО ВСТРЕЧНЫХ ПУЧКАХ

I

Изобретение относится к записи голограмм объектов во встречных пучках и может быть использовано для записи одноцветных и цветных голограмм.

Известно устройство для записи голограмм, состоящее из источника когерентного излучения, расширителя, объекта и голографической фотопластинки. Интерферометр состоит из голографической фотопластинки и объекта. Это минимальное количество элементов , которое делает схему устойчивой к вибрациям 11 3.

Недостаток такого устройства отсутствие возможности изменения соотношения интенсивностей опорного и объектного пучков, так как делительным элементом в интерферометре является сама голографическая фотопластинка и изменить ее пропускание не представляется возможным, т.е. нельзя повысить дифракционнуюэффективность системы за счет подбора

оптимального соотношения интенсивностей пучков.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для записи голог амм во встречных пучках, содержащее источник когерентного излучения, микрообъектив, диафрагму, линзу формирования светового пучка, фоточувствительную среду, расположенные последовательно.

10 В этом устройстве коллимированный пучок света направляют на голографическую фотопластинку, освещая через нее объект. За счет коллимации пучка плотность энергии излучения на объISекте больше, чем у вышеупомянутого устройства 2.

Недостаток известного устройстра - отсутствие возможности изменить соотношение пучков опорного и объект20ного, так как в любой плоскости,параллельной плоскости голографической пластинки со стороны объекта,плотность энергии излучения постоянна. Это приводит к тому., что нельзя оптимизировать соотношение пучков по интенсивности. Цель изобретения - повышение диф ракционной эффект ивности голограммы что приводит к увеличению яркости восстановленного изображения. ПЪсТавленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник когерентного излучения, микрообъектив, диафрагму, линзу фор мирования светового пучка, фоточув|Ствительную среду, расположённые по следовательно, линза формирования светового пучка расположена на расстоянии от диафрагмы, превышающим е фокусное расстояние, при этом фоточувстаительная среда выполнена с возможностью перемещения вдоль оптической ocfi устройства. На фиг. 1 изображено устройство для записи голограммы объекта во встречных пучках; на фиг. 2 - геоме рия схемы, необходимая для пояснения определения расстояния голограм мы до объекта. Устройство состоит из источника 1 когерентного излучения, микрообъе тива 2, диафрагмы 3, линзы k формирования светового пучка, голографической фотопластинки 5 и объекта 6. Голограмма представляет собой стеклянную подложку с нанесенным фоточувствительным слоем. Устройство работает следующим . Световой пучок, идущий от источника 1 когёрентного излучения, на пример лазера, попадает на микрообъектив 2, который его расширяет. 8 фЪкусе.микрообъектива 2 расположе на диафрагма 3 для повышения пространственной когерентности пучка.Лин за 4 формирования светового пучка устайовлена на таком расстоянии от диафрагмы, чтобы;пучок за линзой сходился. В сходящемся лазерном пуч ке установлена голог.рафическая фото пластина 5. Световая волна, проходя через голографическу фотопластинку освещает объект 6 и, частично рассеиваясь на Ф)ем, отражается обратно к голографической фотопластинке,эта волна взаимодействует с волной, иду щей непосредственно от источника и являющейся опорной волной, создавая интерференционную картину. Результирующая интерференционная картина 04 п|эомодулирована,. а глубина ее модуляции зависит от соотношения интенсивностей пучков R, а также от вибростойкости установки. В силу того, что световой пучок за голографической фотопластинкой сходящийся, плотность энергии растет по мере удаления от фотопластинки. Поэтому, устанавливая объект на различных расстояниях от голографической фотопластинки, можно варьировать интенсивность объектного пучка с тем, чтобы найти оптимальное значение соотношения R. Таким образом, использование собирающей линзы дает существенное преимущество перед ранее применяемыми системами, так как позволяет регулировать соотношение интенсивностей интерферирующих пучков в широких пределах. В предлагаемом устройстве выбрано такое расстояние b объекта от голографической фотопластинки, при котором соотношение R оптимально. На фиг. 2 представлено CD Голографическая фотопластинка; EF - апертура объекта; АВ- апертура собирающей линзы; а - расстояние от собйрающей линзы дог голографической фотопластинки; b -. расстояние от голографической фотопластинки до объекта; - фокусное расстояние собирающей ЛИНЗЫ Обозначив площадь голографической пл а с tинкиJ, освещенной падающей волной,. S,. -площадь объекта. Soплощадь голографической пластинки, освещенной волной, отраженной от объекта SOP, диаметр линзы D, из подобия треугольников &АВК, Д СПК и ДЕР пoлyчaюt -Са+ъГ i-(at2b) Световой поток (ф), падающий на голографическую фотопластинку от источника когерентного света равен ф- с где If- интенсивность све г та в плоскости голографуческой фотопластинки. Световой поток (Фдг) отраженный от объекта, равен( где IQ. - интенсивность светового потока, отраженного от объекта. Дог г Kan rte Кпр- коэффициент пропускания голографической

фотопластинки; коэффициент .отражения светового потока от объек

та. Обозначим К прf от{ оптимальной записи голограммы, как это указывалось выше, необходимо , чтобы R 1 или Фг г фдг

1Г In

т.е. . Подставляя значение

-г Ьог IQ,. , получают

Zl ХгК . Spr 1гК -у. Sr SOP S,- If

Spr f - (a + 2b) i. - a f - (a + 2b)

К T b (1-Ю- (f-a). где - величина постоянная для дан ной линзы; а - расстояние, на которое устанавливают голографическую фотопластинку от собирающей линзы предварительно перед снятием голограммы. Необходимо определить величину К. Известно, что в фотографии для правильного определения ёыдержки нужно знать величину светового потока, отраженного от объекта, форми рующего изображение на пленке. Для этого используется экспонометр. НО в отличие От обычной фотографии,где изображение формируется от одного светового потока, в голографии для записи интерференционной картины не обходимо два потока и, следовательн необходимо осуществить два измерени т.е. интенсивность светового потока идущего от источника в плоскости голографической фотопластинки , и интенсивность светового потока, от1U506

раженного от объекта lorКоэффициент ;К определяют из соотношения

ог .,

и подставив его знамение нахо1г5 дят значение Ь.

Таким образом, устанавливая объект от голографической фотопластинки на определенном расстоянии Ь,.получают оптимальное соотношение ин0 тенсивностей опорного и объектного пучков.

Предлагаемая установка обладает также высокой вибростойкостью, так как в ней в качестве интерферометра участвуют лишь два элемента голографическая пластинка и объект. Формула изобретения Устройство для записи 1 олограммы объекта во встречных пучках, содержащее источник когерентного излучения, микрообъектив, диафрагму, линзу формирования светового пучка, фОточувствительную среду, расположенные последовательно, о т л ич а ю щ ё ё с я тем, что, с целью повышения дифракционной эффективности голограммы, линза формирования светового пучка расположена на расстоянии от диафрагмы, превышающим ее фокусное расстояние,при этом фоточувствительная среда выполнена с возможностью перемещения вдоль оптической оси устройства. Источники информации, npиняt«e во внимание при экспертизе . Денисюк Ю.Н. Оптическая голография. Л., Наука, 1979, с. 0. 2i Островский Ю.И. Голография и ее применение. Л,, Наука, 1973, с. 36.