Курсовая: Голография

Содержание
Вступление                                                                     3
1 Голография в измерительной технике                                           5
1.1 Применение голографии                                                      5
1.2 Методы и средства голографии                                              12
2 Оптическая голография                                                       14
2.1 Голография станционарных объектов                                         14
2.2 Методы галографии динамических объектов и нестанционарных
процессов                                                                     16
3 Голографические системы СВЧ диапазона. Системы
топографической регистрации с получением
восстановленного  изображения в реальном масштабе времени            20
4 Заключение                                                                  24
5 Список использованных источников                                            25
Вступление
В 1948 г. английский ученый Д. Габор предложил метод запинси и восстановления
волнового фронта, который назвал гологранфией (от греческого слова лголос,
что означает весь).
Голографический метод записи волновых фронтов на фотопластиннке (голограмме)
в отличие от фотографического, дающего только плоснкое изображение объекта,
дает полный образ объекта.
Активное развитие голографии началось с 1962Ч1963 гг. с появленнием лазеров,
обеспечивающих возможность получения когерентного излучения, необходимого для
записи голограмм.
Д. Габор в 1971 г. за изобретение голографии был удостоен Нобелевской премии.
Ю.Н. Денисюку за предложенный метод записи голонграмм и последующие работы в
области голографии в 1971 г. присужденна Ленинская премия. Столь высокая
оценка работ основоположников голографии свидетельствует о важности этой
отрасли науки и техники.
Голография возникла на базе двух технических наук: оптики и рандиотехники.
В оптике наблюдают и изучают законы прохождения пронстранственных спектров и
образов объектов через оптические тракты.
Причем классическая оптика изучает линейные преобразования пространственных
образов (спектров) оптическими системами. В радиотехннике наблюдают и изучают
законы прохождения временных сигналов через радиотехнические тракты, в
которых, как правило, присутствунют преобразователи (модуляторы, детекторы,
корреляторы), совершанющие нелинейные преобразования временных сигналов.
                                                                               3
В голографии, как и в оптике, подвергаются обработке и наблюденнию
пространственные спектры и образы объектов, но они проходят через тракты,
содержащие, как и в радиотехнике, нелинейные элементы, которые по своему
действию эквивалентны радиотехническим детектонрам, модуляторам,
корреляторам.
Таким образом, голографический процесс аналогичен процессу
в радиотехническом передающем или приёмном тракте, в котором временные
сигналы, являющиеся функциями одной координаты времени, заменены на
пространственные образы, в общем случае зависящие также от времени, т. е.
являющиеся функциями трёх или четырёх конординат. Уже только из этого
очевидны огромные возможности голографии, позволяющие воспроизвести
практически все известные в рандиотехнике процессы, но с увеличением на три
единицы количества стенпеней свободы.
     
4
 

1 Голография в измерительной технике
1.1 Применения голографии
Голография Ч это метод записи волнового фронта, рассеянного объектом на
некотором регистраторе (например, на плоской фотопланстинке), и последующего
восстановления записанного волнового фроннта. Она позволяет получать с
помощью одного измерительного прибонра, одновременно очень большую и, как
правило, непрерывную иннформацию об объекте измерения. В отличие от обычной
фотографии на фотопластинке (голограмме) записывается не изображение объекта,
а волновая картина рассеянного объектом света. Голограмма получаетнся в
результате интерференции разделенного на две части монохромантического потока
электромагнитного (или акустического) излучения: рассеянного телеграфируемым
объектом и прямого (опорного) пучнка, падающего на голограмму, минуя объект.
Интерференционная картина, зарегестрированная на проявленной фотопластинке в
резульнтате сложения волновых фронтов, отображается на ней в виде
совокупнности интерференционных полос с различной плотностью почернения.
Наибольшая плотность почернения соответствует волновым фронтам, пришедшим в
фазе (где поля складываются), а наименьшая Ч волнонвым фронтам, пришедшим в
противофазе. Таким образом, отображаемая на голограмме картина волновых
фронтов в общем случае не имеет сходнства с реальным объектом и тем не менее
содержит информацию об объекте.
При восстановлении записанного на фотопластинке волнового поля голограмма
просвечивается только опорным лучом. В резульнтате возникают два видимых
объемных изображения голографируемого объекта Ч мнимое и действительное. При
фотографировании мнинмого изображения фотоаппарат можно фокусировать на
отдельные дентали объекта, расположенные на различных расстояниях от
плоскости голограммы. Действительное изображение в различных его сечениях
может регистрироваться непосредственно на фотопластинку без принменения
фотоаппарата.
                                                                               5
Голограммы обладают рядом интересных свойств. Так, например, волна от каждой
точки диффузно отражающего объекта (либо прозрачнного объекта, освещенного
через диффузный рассеиватель) распределянется по всей голограмме. Если такую
голограмму разбить на куски, то по любому из них можно восстановить
изображение всего объекта. Интересным свойством восстановленных
голографических изображений является возможность их взаимодействия с
реальными объектами, освещенными тем же источником, что и голограмма, либо с
другими голографичёскими изображениями. На этом свойстве основаны
голографическая интерферометрия, пространственная фильтрация и распонзнавание
образов . Не менее интересной является возможность регистрации ряда голограмм
на одну фотопластинку при помощи ненскольких опорных пучков, падающих на нее
под различными углами. Вращая такую фотопластинку при восстановлении, можно
наблюндать десятки кадров быстро протекающих процессов.
Благодаря возможностям, свойственным голографии, голографический метод
находит многочисленные практические применения. Большинство этих применений
относится к технике измерений разнличных станцинарных и динамических
объектов. Из практических применений голографии в оптическом диапазоне частот
в первую очередь следует отметить объёмные измерения при помощи
стереосконпических и интерферометрических методов.
Стереоскопические методы позволяют определять, так же как это делается в
фотограмметрии, форму объекта по его объёмному голограческому изображению и
координаты характерных точек объекта. Такие измерения можно производить
методом лреальной марки, тоесть с помощью фотодатчика, автоматически
перемещающегося в области действительного изображения объекта. Для увеличения
точности и удобства измерения на поверхности объёмного изображения создают
систему линий путем последовательной записи на одной и той же пластинке двух
голограмм с незначительным различием в длине волны источника излучения либо с
двумя близкими по углу с сигнальнными лучами.
                                                                               6
Для этих же целей объект может быть помещен в сосуд, который поочередно
заполняют двумя различными газообразньми средами с заранее известными
показателями преломления.
Используя стереоскопические методы, можно по объемным голографическим
изображениям определять форму осколков взрыва, пузырей в газожидкостном
потоке, а также координаты их центров, следы треков в пузырьковых камерах,
обнаруживать патологические изменения внутреннего строения глаза человека по
его трехмерному изображению. При этом в отличие от обычных стереоскопических
изображений голографическое изображение может рассматриваться с различных
ракурсов, вплоть до получения полного изображения объекта с углом обзора
360