Способы формирования голограмм

Схема регистрации голограмм Габора

В этом положении (положении 1 на рисунке 3) главные лучи объектного и опорного пучков распространяются по одному направлению. Полученные таким образом голограммы называются осевыми голограммами или голограммами Габора. При их записи разность хода объектной и опорной волн в пределах поверхности пластинки минимальна по сравнению со всеми другими возможными положениями, что позволяет использовать её для формирования голографического поля источники излучения с низкой степенью когерентности. Относительно большое расстояние между соседними поверхностями максимумов снижает требования к разрешающей способности регистрирующей среды.

Рисунок 3 — Принципиальная схема записи голограмм Габора:

S — источник когерентного излучения; Т — транспарант с изображением объекта; Н — голограмма.

В соответствии с приведенной схемой общую комплексную амплитуду U света, падающего на светочувствительную среду, в плоскости регистрации голограммы можно представить в виде суммы комплексной амплитуды недифрагировавшей на структуре объекта фоновой или опорной волны R и комплексной амплитуды волны, дифрагировавшей на объекте — О:

Отсюда интенсивность излучения I в плоскости регистрации голограммы может быть описана следующим образом:

При линейной обработке голограммы и ее восстановлении опорной волной с комплексной амплитудой R амплитуда поля в плоскости голограммы, непосредственно за ней — А, может быть описана с точностью до коэффициента пропорциональности следующим образом:

Если амплитуда опорной волны одинакова по всей плоскости голограммы, то первый член правой части выражения (14) описывает волновой фронт, комплексная амплитуда которого пропорциональна амплитуде исходной волны U в выражении (9) [3].

Далее, если амплитуда опорной волны настолько велика, что, то вторым слагаемым выражения (14) можно пренебречь. Наконец для опорной волны, фаза которой практически не изменяется на всей плоскости голограммы, третий член пропорционален величине, сопряженной комплексной амплитуде объектной волны. Он создает второе, сопряженное изображение объекта. В случае использования приведенной выше схемы сопряженное изображение является действительным. Таким образом, при разглядывании восстанавливающего голограмму источника сквозь голограмму будут видны этот источник, мнимое изображение объекта и сопряженное действительное изображение объекта. Если наблюдатель сфокусирует глаз на мнимом изображении, то действительное изображение окажется расфокусированным. Наоборот, если поместить экран в той плоскости, где дифрагированные на структуре голограммы лучи создают действительное изображение, на нем будет присутствовать паразитная засветка от расфокусированного мнимого изображения объекта. Эти взаимные световые помехи от изображения двойника в направлении наблюдения являются основным, наиболее значимым, недостатком голограмм, получаемых по осевой схеме Д. Габора [3].