Другим видом интерференционного сравнения различных состояний одного и того же объекта является голографическая регистрация вибрирующих объектов методом длительной однократной экспозиции. Действительно, при такой регистрации на голограмме записывают все последовательные положения объекта. При этом на восстановленном изображении образуется интерференционная картина, соответствующая тем крайним положениям объекта, в которых во время экспозиции он был неподвижен.

Прпменение голографической интерферометрии фазовых прозрач­ных объектов, в особенности метода наблюдения в реальном времени, очень перспективно для создания систем отбраковки различных изде­лии, например оптических деталей. Исследования, связанные с отбраковкой и контролем качества оптических стекол для зеркал резонаторов квантовых генераторов, показали что в отличие от методов контроля качества стекол по отражению и пропусканию, обычно применяемых на заводах-изготовителях и дающих только интегральные сведения об образце, голографические методы позволяют контролировать качество стёкол дифференцированно по всей поверхности.

11

Эти методы могут быть также использованы для контроля одно­родности и толщины тонких пленок, качества выращенных кри­сталлов и др.

Сочетая интерферометрию с методами голографической пространственной фильтрации, принципиально можно осуществлять такие операции, как отождествление изготовленных изделий с голографическими изображениями их стандартных образцов, которые в свою очередь могут быть созданы путем машинного голографического синтеза. На этих принципах возможно создание поточных линий с непрерывным неразрушающим контролем качества и отбраков­ки стекол, стекловолокна, оптических линз, различных прозрачных изделий, а также в ряде случаев и отражающих объектов сложной формы.

В настоящее время перечисленные возможности голографии могут быть практически реализованы с использованием излучения в широ­ком диапазоне электромагнитных и акустических волн. Это позволяет применить голографические методы измерений для непрозрачных для света объектов и, в частности, методами акустической голографии ре­шить задачи объемной интроскопии применительно к контролю раз­личных металлических, керамических и других изделий. В сейсмических и океанографических исследованиях и при изучении форватеров рек акустическая голография открывает новые возможности обнару жения, определения местонахождения и опознания различных объек­тов, слоев грунта и др. В биологии и медицине акустическая голо­графия позволяет вести исследования различных биологических объек­тов, в том числе решать задачи диагностики различных опухолевых заболеваний. При внутренних исследованиях человеческого орга­низма акустическая голография сможет обеспечить четкое восста­новленное изображение изучаемого объекта. Таким путем можно просматривать мягкие ткани, кровеносные сосуды, внутренние орга­ны и т. п., что невозможно сделать с помощью рентгеновских исследо­ваний.

12

Применение методов голографии с использованием СВЧ диапазона открывает дополнительные возможности исследований, недостижи­мых или труднодостижимых при использовании оптической гологра­фии.

Использование СВЧ диапазона даёт возможность голографирования в темноте и за непрозрачными для света препятствиями (например, обнаружение скрытого оружия), получения голограмм и интерферограмм больших сцен и крупномасштабных процессов, таких, как реальный взрыв, пламя и т/д., телеграфирования на относительно больших расстояниях от объекта и др.

Выше рассматривались различные возможности изучения объем­ных свойств объектов по их голографическим изображениям или интер- ферограммам. Следует отметить другое важное применение голографии, а именно изучение с ее помощью амплитудных и фазовых распределений на выходе источников излучения, например в раскрыве антенн, по торцу лазера и т. п.

При использовании голографических интерферометров сдвига мож­но изучать степень когерентности различных источников излучения, в том числе тепловых.

Для когерентных источников голография позволяет также осущест­влять измерения пространственной структуры мод и пространствен­ного распределения поляризационных характеристик электромагнит­ного поля ОКГ. Определение перечисленных характеристик может быть выполнено путем непосредственной обработки голограммы в плоскости сечения исследуемого поля. Таким методом можно изучать не толь­ко собственное поле источника излучения, но и искажения, вносимые в структуру поля различными элементами оптического или СВЧ тракта.

Цель настоящего раздела — ознакомиться с кругом вопросов, изучением которых занимаются множество учёных в России и за рубежом.

13

1.2. Методы и средства голографии

В настоящее время существует много голографических методов и схем, которые могут быть использованы для решения широкого круга задач, возникающих в процессе научных исследований и при решении конкретных технических проблем. Состав комплекса голографической аппаратуры изображен на рисунке –1,там же указаны назначения отдельных приборов и функциональ­ные связи между ними. Помимо приборов в комплекс включены также разработанные программы для машинной обработки голографической информации на ЭВМ. Приведенный комплекс голографических средств позволяет реализовать большинство методов получения и обработки голографической информации для решения широкого круга практических задач, подобных указанным в этих таблицах. Из общего комплекса, показанного на рисунке -1, можно комплектовать частные комплексы голографических средств, необхо­димые для решения конкретных задач.

Рисунок 1 – Состав комплекса голографической аппаратуры

14

2 Оптическая голография

2.1 Голографирование стационарных объектов

Рассмотрим простейшую голографическую схему, состоящую из источника излучения, голографируемого стационарного объекта, ре­гистрирующего элемента и размещенных на рабочей плите оптических элементов для формирования опорного и сигнального пучков. Такая схема представлена на рисунке – 2 где 1— источник излучения, 2 — эле­менты расширения излучения, 3 — светоделитель, 4, 5, 8, 9 — отражатели, 6 – светофильтр, 7, 10 – поляризационные элементы, 11 – станционарный объект, 12 – голографический регистратор.

Для получения голограм высокого качества необходимо, чтобы величина видности (В) удовлетворяла условию:

В = В1 Вr Вw ³ (1)

где отдельные составляющие В1, Вr и Вw определяются соотношениями:

В1 = (2)

15

где значения I1 максимальное, а I2 минимальное излучение в зоне интерференции.

Вr = (3)

коэффициеннты А1 и g находятся эксперементально.