Фізичні принципи оптичної голографії. Динамічна голографія.

Голографія – це метод запису і наступного відтворення структури світлових хвиль, в основі якого лежать явища інтерференції і дифракції когерентних світлових хвиль.

Голографія забезпечує можливість запису, збереження і відтворення зорових образів предметів, дозволяє записати і відновити не двовимірний розподіл освітленості в площині знімка, а розсіяні світлові хвилі з усіма їх характеристиками – напрямком поширення, амплітудою, фазою, довжиною хвилі. Відтворені голограмою світлові хвилі створюють повну ілюзію реальності спостережуваних об’єктів.далекі і близькі деталі об’єкта видно однаково чітко. Розглядаючи голограму під різними кутами можна бачити предмети в різних ракурсах. Фізичною основою голографії є когерентна оптика. Властивості голограми:

1. зображення, які отримуються методом голографії, є тривимірними.

2. вони можуть відтворювати хвильовий фронт невеликою своєю частиною: частина голограми діє, як ціла голограма.

3. голографічний запис інформації має високу густину (на пластинці площею в декілька квадратних сантиметрів можна записати вміст великої книги) і володіє високою надійністю (слабкою чутливістю до перешкод, таких як порошинки, подряпини).

4. голографічний метод дозволяє на одній фотопластинці послідовно реєструвати декілька зображень, при чому кожне із них можна відтворити без перешкод з боку інших зображень.

5. голограма має здатність компенсувати спотворення, які можуть виникати при голографу ванні об’єктів

6. можна отримувати кольорові зображення на чорно-білій фотопластинці, освітлюючи предмет 3 джерелами світла з різними довжинами хвиль.

7. голограми поділяють на амплітудні – здійснюють амплітудною модуляцією хвилі, що відтворються; фазові – інтерференційна картина зафіксована не в змінах пропускання, а в змінах показника заломлення (оптичної товщини) реєструю чого шару.

В динамічній голографії в якості реєструючих середовищ використовують речовини, в яких зміна показників заломлення n і поглинання æ відбувається у відповідності з розподілом інтерференційної картини, яка виникає при накладанні предметної і опорної хвиль. Запис зображення виникає без проявлення реєструючого середовища. При цьому процеси запису і зчитування відбуваються одночасно і взаємозв’язано в часі. Якщо в процесі запису об’єкти змінюються, то змінюється зміст самої голограми. Основною властивістю динамічної голограми є зворотній вплив голограми на записуюче поле, тобто хвилі, які створюють цю голограму змінюються під час запису.

Динамічна голограма ґрунтується на взаємодії декількох когерентних хвиль, яка виникає при проходженні їх через нелінійне середовище внаслідок зворотнього зв’язку між падаючими на середовище хвилями і створюваною ними голограмою.

В основі динамічної голографії лежать процеси двох типів:

1. перший тип процесів визначається нелінійною поляризованістю атомів і молекул середовища в полі світлової хвилі. Тут проявляється залежність n від амплітуди хвилі,

2. другий тип процесів пов’язаний з поглинанням світла, яке призводить до утворення в середовищі різних елементарних збуджень збуджених атомів, електронів провідності і дірок, екситонів, фотонів.