Holográfia és alkalmazása - fizika
d) állandó típusú GZU (GPRS).
2) Információs hordozók holografikus tárolóeszközökhöz.
a) Alkalmazási problémák.
c) Hologramok sokszorosítása.
d) Hologramok létrehozása.
3) bináris információ holografikus tárolóeszközei.
1. A holográfia fizikai elvei.
A holográfia egy olyan módszer, amely egy objektum térfogatképének megszerzésével, felvételével és későbbi rekonstrukciójával, a magyar származású angol fizikus által feltalált hullámokkal, D. Gabor 1948-ban.
A hullámok lehetnek - fény, röntgen, korpuszkuláris, akusztikus stb.
A "holográfia" szó a görögből származik # 972; # 955; # 959; # 964; ez azt jelenti, hogy "minden", "egész". Ily módon a feltaláló azt akarta hangsúlyozni, hogy a hullámra vonatkozó teljes információ a holográfiában, amplitúdóban és fázisban van nyilvántartva.
A közönséges fotózásnál csak az amplitúdóeloszlást (pontosabban a négyzetét) rögzíti a tárgy síkjában lévő objektum kétdimenziós vetülete. Ezért a különböző szögekből álló fotót nézve nem kapunk új szögeket, például nem láthatjuk, hogy mi történik az előtérben lévő tárgyak mögött.
A hologram nem helyreállítja az objektum kétdimenziós képét, hanem az általa szétszórt hullámot. Ha a megfigyelési pontot ezen hullámtéren áthelyezi, látjuk az objektumot különböző szögekből, érzékeljük tömegét és valóságát.
A fizikai alapja a holográfia - a tanítás a hullámok, az interferencia és a diffrakció, mely eredetileg a XVII században, amikor Huygens. Már az elején a XIX században, Young, Fresnel és Fraunhofer megfelelő ismeretekkel megfogalmazni alapelveit holográfia. Ez azonban nem történt meg, amíg Gábor munkája, bár sok tudós a második felében a XIX és XX század elején - Kirchhoff, Rayleigh, Abbe Wolfke, Be6rsh és Bragg - megközelítette elveinek holográfia elég közel. Ez azzal magyarázható, hogy nincsenek technikai eszközei a holográfia megvalósításához. Azonban ez nem így van: Gábor 1947-ben is, nem egy lézer, és elkészítette az első kísérleteket a higany lámpa, fényforrás. Mindazonáltal Gábor teljes bizonyossággal tudta megfogalmazni a hullámfront helyreállításának gondolatát és megmutatni a megvalósításának módját. Ennek ellenére, az elérésével kapcsolatos nehézségek hologramok voltak olyan jelentős és holográfia fejlődése annyira lassú volt, hogy 1963-ra Gábor „szinte el is felejtettem,” .a 1963goduamemrekantsy E. Leith és J. Upatnieks első megvan lezernye hologram. Egy évvel korábban javaslatot tettek a "két sugarú" rendszereikre, nagyban javítva a Gábor kezdeti rendjét.
Összhangban a Huygens-Fresnel elv hatást induló, primer hullám egy tetszőleges pont lehet helyébe a fellépés virtuális források található egy meglehetősen kiterjedt távoli pont a felületen. Ezeknek a forrásoknak ugyanazzal az amplitúdóval kell eloszlaniuk, amelyet egy objektum szétszór. és egy olyan fázist, hogy jött le, hogy meg őket elsődleges hullám által szórt egy tárgy (1. ábra) Elementary gömb kibocsátott hullámok a másodlagos forrásokból, zavaró, visszaállítani egy példányát a felület az elsődleges wavefield. Szembe vagy egyéb vevő nem tudja megkülönböztetni a másolatot a területen a hullám által szórt tárgy és a megfigyelő így látja a virtuális kép a téma, bár ő már eltávolították.
1. Finom holográfia.
A megkülönböztető jegye a kép hologramok - a realizmus a reprodukált háromdimenziós képek, amelyeket gyakran nehéz megkülönböztetni a valódi tárgyat. Ez a funkció annak a ténynek köszönhető, hogy a különleges megvilágítás a hologram nem csak közvetíti a hangerő tárgyak széles skáláját fényerő, nagy kontrasztot és élességet, hanem azt is lehetővé teszi, hogy világosan látszódjon, a pontos változás a csúcsfények és az árnyékok változása esetén a látószög megtekintésekor ezeket az elemeket.
Tekintsünk egy olyan rendszert, amely a fényvisszaverő hologramok előállítására a Yu.N. Denisyuk, aki széleskörű gyakorlati alkalmazást kapott a vizuális holográfiában.
Ábra. Egysugaras séma fényvisszaverő hologram rögzítésére.
Az 1 lézersugár áthalad egy szinte átlátszó 2 fényképezőlemezen, megvilágítja a 4 tárgyat, és a másik oldalról a fotográfiai lemezre esik. Így a fotótáblát két fénysugárral kell megvilágítani: az objektumból visszaverődő tárgysugár és a lézertől közvetlenül vezető referencia sugarat.
Az ábra a tárgyak függőleges elrendezését mutatja, de nem kevésbé horizontálisan. Ezenkívül a jobb felvétel érdekében még egy elemre van szükség: egy pontmembrán, amelynek átmérője több mikrométer, és amely a pozitív objektív középpontjába kerül. Az interferencia-interferencia sikeres megszüntetése érdekében a membránátmérőt a következő képlet szerint kell kiválasztani:
ahol d a membrán átmérője, μm; # 916; S - a fény hullámhossza, μm; b a fotótábla keresztmetszete, mm; l a membrántól a fotográfiai lemezig terjedő távolság, m.
A lövés vagy összetett tárgyak objektumai függőlegesen vagy vízszintesen helyezkednek el a szemantikai tartalmatól függően és mereven rögzítve közvetlenül az asztalra vagy egy masszív állványra, amely egyszerre szolgálhat a háttér részeként. Merev hátsó tervet kell kialakítani, és a holografikus kompozíció térfogatának oldalát sötét anyaggal kell lefedni vagy tükröző vagy szórási tulajdonságokkal rendelkezni, és további oldalsó fényeket kell létrehozni.
A tárgy megvilágítását egyrészt a felmérés optikai sémája, másrészt a holografikus objektum (tükör és diffúz felületek, árnyékok, üregek stb.) Optikai és művészi jellemzői határozzák meg. Az egy sugárral történő közvetlen megvilágítás gyakran nem adja át a kompozíció jellemzőit, és néha torzulást okoz az éles árnyékok és a féltónusok hiányában. Ezért egy művészi hologram beszerzéséhez előnyben részesítik a többsugaras sémákat. A 2. ábrán az áramkör kétnyalábos változata látható.
Mindenesetre a referencia- és tárgygerendákban a fény terjedési útvonalainak hosszának lehető legnagyobb kiegyenlítése szükséges, még ha több is van.
Ábra. A felvétel rendszere a gerendák elválasztásával.
A finom hologramokat a hologrammintográfia és a háromdimenziós megjelenítések gyakorlati megvalósításában is áthaladják. Ebben az esetben, a következő diagram (ábra.), Ha a referencia és tárgynyalábok esik fényképészeti lemezen az egyik oldalán. Ebben az esetben az 1 lézersugár 1 sugárelosztó lemez után 2 csatornán átmegy. A tükör 3 és 4 lencse van kialakítva expanziós a referencia nyaláb beeső a fotográfiai lemezen 6. Az expanziós lencse 7 formák egy fénysugár megvilágító az objektum 9. A visszavert tárgynyaláb gyakorol hatást fényképészeti lemezen ugyanazon az oldalán, mint a hordozó.
Egy transzmissziós hologramot lehet kapni egy objektív segítségével, amely csökkentett képet képez az űrben. Ha fényképészeti lemezen elhelyezett síkban konjugátum bármely keresztmetszetének a tárgy, például a központi vagy lényeges az előtérben, és a referencia nyaláb világítja meg a lemezt, majd a transzmissziós hologram egy fókuszált kép regisztrálni kell rajta. Így vizuális hologramokat lehet előállítani diák formájában. A holografikus filmművészetben ez a rendszer a holografikus filmkeretek megszerzésének alapja.
Ábra. Egy ugró vizuális hologram rögzítése.
Az egy hullámhosszú lézer fényében kapott hologramok monokróm képeket reprodukálnak. A színes hologramok, reprodukálása egy képet a tárgy részeit különböző színekben, regisztrálnia kell majd játszani a legegyszerűbb esetben három tsvetoodelennyh képet egy tárgy, mint például a vörös, zöld és kék.
Kívánatos színhologramokat készíteni színes, egyrétegű, polikromatikus holografikus fényképészeti anyagokra. Ebben az esetben az expozíciót három hullámhosszon végezzük el párhuzamosan, amint azt a reflexiós hologram rögzítésének diagramja mutatja (ábra).
Ott 1a-1c - lézerek emittáló a vörös, zöld és kék részek a spektrum, a 2a-2c - optikai elemek, amelyek lehetővé teszik, hogy összekapcsolják a sugárzás három lézer egyetlen sugár, 3 - tükör 4 - lencse, bővíti a teljes lézersugár 5 - fotótáblát, 6 tárgyat.
Színátíró hologram felvételekor a tárgy három lézerrel világít. Továbbá, két esetben: Először is, amikor a tartógerendák három szín adunk hozzá, és esik a fotográfiai lemez által ugyanabban a szögben, másrészt, a referencia nyaláb irányítja rá a fotográfiai lemezt különböző szögekben.
Ábra. 8.4. Fényvisszaverő színhologram rögzítése
Egyrétegű anyag esetén, függetlenül a felmérési sémától, a diffrakciós hatékonyság és a jel-zaj arány jelentősen csökken, ami korlátozza azok használatát.
Ábra. A transzmissziós színhologram elválasztásának (b) és az űrben lévő referencia gerendák (a) elválasztásának (a) elválasztására szolgáló rendszer.
Kiváló minőségű színhologramok rögzítésére három egymást követő felvétel egymás utáni rögzítésére szolgáló módszer
színhologramokat. Ebből a célból a rendszerek egyike következetesen szerez részleges hologramokat különféle lemezeken, a zöld, vörös és kék fényre érzékeny fotolajok esetében.
Egy másik módszer a részhologramok előállítása egy többrétegű fotográfiai anyag különálló rétegeiben egy szubsztrátumon. Minden réteg érzékeny a spektrum egy részére, zöld és vörösérzékeny rétegekkel, amelyek a spektrum kék régiójáig érzéketlenek. Ez utóbbi mind a fényvisszaverő, mind az áteresztő hologramok rögzítésére utal.
Fontos, hogy a három részből álló színes kép reprodukálásakor hamis képek nem jelennek meg a különböző hullámhosszú fények diffrakciója miatt különböző hologramszerkezeteken.
Ha a színhologramokat megfelelően vastag rétegeken helyreállítják, akkor a hamis képek elnyomását spektrális szelektivitás biztosítja, ami lehetővé teszi a fehér fényforrás használatát a kép visszaállításához. Abban az esetben, fényáteresztő hologram nem lehetséges, hogy a spektrális szelektivitás, ezért, hogy megszüntesse a hamis képet a szögbeli szelektivitása hologramok (amelyek megfertőzik referencia nyalábok a különböző szögek felvétel közben).
A színhologramok beszerzésének minden rendszerére a következő általános követelmények léteznek:
A felmérésben és a helyreállítási folyamatokban a fényforrások és a hologram kölcsönös elrendezését pontosan meg kell vizsgálni.
A hologram feldolgozási és tárolási feltételei nem vezethetnek a részhologram rétegeinek vastagságának változásához.
A tárgyak nagy mélységével ezek a követelmények nagyon szigorúak.
Most meg kell mondani néhány szót a holografikus képek reprodukálásának technikájáról.
A vizuális hologramok bemutatása a néző kényelmét és természetes érzékelését biztosítja. A kép minősége jó hologram (nincs látható hibák, nagy fényerejű, alacsony zajszint, egy helyesen feltöltött és világít, ha a felvétel objektumok) paraméterei határozzák meg a redukáló fényforrás: hullámhossz és az emissziós spektrum, gerenda alakú, intenzitása és szabályos elrendezéséből fényforrás és a hologram.
A gyakorlatban még egy vastagrétegű emulzió sem teljesen szelektív, és a színes szűrőket használják a színtelítettség kiküszöbölésére, amely rendszerint színes halóka formájában jelenik meg, és mély monokróm képeket kap. Különösen ajánlott a higanylámpák kis fényerővel, magas fényerősséggel és vonal spektrummal történő használatát. Gyakran használjon fényvetőt.
Az átviteli hologram helyreállításához egy nagy monokromatikus fényforrásra van szükség, leggyakrabban lézerrel. De az utóbbi használatakor az embernek össze kell egyeztetnie a benne rejlő lézersugárzási zajjal (foltokkal), vagy valahogy harcolnia kell.
A legtöbb természetes állapotban lévő tárgy felülről világít. Ezért egy objektum holografikus képeinek megtekintésekor természetesen érzékelhető, ha az árnyékokat és a vakító fényt felveszik a megvilágítás folyamatában, ha hegyes látószögről felfelé forgatják. A megfelelő szögek közel vannak a Brewster szögéhez. A helyreállítási forrás a mennyezetre, a mennyezet fölé magasodó falra, egy speciális állványra vagy felfüggesztésre rögzíthető. A hologramra eső rekonstrukciós gerenda nem lehet átfedésben a néző fejével vagy testével, amely közelíthető a hologramhoz az objektumok apró részleteinek, különösen a művészeti tárgyak megtekintéséhez (2.
Ábra. Reprodukciós technika vizuális hologramok függőleges és vízszintes elrendezésével
A finom hologramokat egyre inkább használják a múzeumi kiállításokon. Van egy másik aspektusa grafikai holográfia - egy holografikus portré, melyek amellett, hogy a fenti meg kell vizsgálni jellemzői impulzus lézerek és biztonsági követelményeknek, mint a preferált tápáramkör kétfokozatú elosztólemez és a felvétel. De először vegye figyelembe a következő témát.
Információ a "Holográfia és annak alkalmazása" munkájáról
a megoldandó feladatok és a technikai és gazdasági megszorítások alapján tervezték, majd az eredményeket egy adott osztályhoz lehet hozzárendelni. Az osztályozás gyakorlati hatékonysága nem magas. 2. Az IMS felépítésének és alkalmazásának általános elvei A létrehozandó IIS-nek biztosítania kell a kitűzött célok elérését. Ezek a célok különbözőképpen érhetők el. Ezért kellene.
különböző, kétlépéses módszer. A szokásos fotózástól eltérően a hologramon rögzített visszaállítás során kapott képek teljesen megkülönböztethetetlenek a valódi objektum képeitől. A holográfia lehetővé teszi, hogy a valós térben reprodukáljon valódi képet az elektromágneses hullámokról, pl. egy objektum hullámképét, amikor maga az objektum már nincs ott. 2. Holográfia. Recovery.
-A lézer a jövő energiaiparának fontos elemévé válhat. Különösen az űrpályán végzett munkában, az energiát a Földre erõteljes lézersugár formájában továbbíthatja. 2. A LÉZEREK ALKALMAZÁSA 2.1 A LÉZERGÉPEK ALKALMAZÁSA AZ IPARI ÉS A TECHNOLÓGIA SZÁMÁRA Az optikai kvantumgenerátorok és sugárzásuk számos iparágban megtalálható. Például az iparban létezik.
1024 hologram, amelyek mindegyike egy négyzet milliméteres területet fed le. Egy hologram - a könyv lapja, egy lemez - egy egész nagy könyv. Ígéretes a holográfia használata a képek és szimbólumok felismerésekor, ami lehetővé teszi nagy megbízhatóságú olvasó automaták létrehozását. Holografikus eszközök, amelyek a rádióhullámokat fénygel együtt használják.