КОЕ-ЧТО О ГОЛОГРАФИИ

Голографией называется метод получения изображения объекта, основанный на интерференции волн. Интерференция - это сложение и вычитание энергий волн при их пересечении в пространстве. В том месте, где энергии волн складываются, образуется светлая зона, где вычитаются - темная зона. Интерферировать могут только когерентные волны (волны, у которых разность фаз остается постоянной во времени или меняется по строго определенному закону [50, с.291]).

В технике голографическое изображение получают следующим образом. От лазерного источника направляют два потока света: на фотографируемый объект и на зеркало. От объекта и от зеркала отраженные волны должны попасть на фотопластину со светочувствительной поверхностью, где и произойдет их наложение друг на друга. Волна, отраженная от объекта, называется предметной, а от зеркала - опорной. При наложении этих волн возникает сложная интерференционная картина, содержащая информацию об объекте, которая называется голограммой.

Структура записи информации на голограмме представляет систему чередующихся между собой светлых и темных колец, прямолинейных или волнистых полос, а также может иметь крупчатый пятнистый рисунок. Ширина полос измеряется несколькими микронами или ангстремами. Каждый участок голограммы содержит абсолютно всю информацию о фотографируемом объекте, поскольку луч света отраженный от каждый точки объекта, присутствует в любой точке на поверхности фотопластины. Внешне голограмма не имеет никакого сходства с фотографируемым объектом, тем не менее она содержит в себе в зашифрованном виде объемное (трехмерное) и цветное изображения объекта [50, с. 129].

Если эту голограмму осветить опорной волной от того же зеркала (волна должна быть когерентной), то произойдет чудо. В некотором удалении от нас появится мнимое объемное изображение объекта (стоячая световая волна), которую трудно отличить от оригинала. Это своего рода призрак. Его можно обойти со всех сторон или же пройти сквозь него.

Основы голографии были заложены в 1948 году английским ученым П. Габором. Однако отсутствие мощных источников когерентного света не позволило ему получить качественное голографическое изображение. Второе рождение голография пережила в 1962-1963 годах, когда американские физики Э. Лейт и Ю. Упаниекс применили в качестве источника света лазер.

Голография применима к волнам любой природы. А это значит, что могут существовать оптические, звуковые, тепловые и тому подобные голограммы во всем диапазоне частот колебаний волн. И если глазу или уху недоступна частота колебании этих волн, то и голографические образования будут невидимыми или неслышимыми.

Кроме объемного изображения, голограмма обладает еще одним уникальным свойством. Понять это свойство проще всего, сравнив голограмму с фотографией. Если от фото графии отрезать половину изображения, то на ней останется только половина информации. А если на голограмме отсутствует какая-либо часть, то при освещении ее лазерным лучом изображение будет целым. Даже если останется только маленький кусочек голограммы, то и от него при соответствующем освещении появится полное изображение объекта. Правда, чем меньше кусочек голограммы, тем хуже качество изображения. На одной фотопластине можно последовательно записать несколько голограмм и каждую из них потом восстановить без «примеси» других изображений.

Потрясает поразительная экономия голографического кодирования информации. С количеством информации, которая может быть зафиксирована голограммой, нельзя со поставить ни одно из существующих средств хранения информации. Эффективность информационного кодирования с помощью голограммы столь велика, что может быть сравнима с эффективностью хранения информации в памяти человека [51, с. 52].

А теперь представим себе, что две когерентные волны накладываются одна на другую в пространстве. Там, где эти волны складываются, получаются гребни (светлые зоны), там, где вычитаются,- впадины (темные зоны). Такой физический процесс, который, как мы уже знаем, называете интерференцией, создает в пространстве материальные структуры (информационные матрицы) или интерферограмми, содержащие в себе информацию в закодированном виде

Для получения голограммы или интерферограмми нужны когерентные волны, и только волны.