Скачать презентацию ПРИКЛАДНАЯ ГОЛОГРАФИЯ Лекция 4 лектор О В Андреева Скачать презентацию ПРИКЛАДНАЯ ГОЛОГРАФИЯ Лекция 4 лектор О В Андреева

ПГ_лекция_4_2011.ppt

  • Количество слайдов: 29

ПРИКЛАДНАЯ ГОЛОГРАФИЯ Лекция 4 лектор: О. В. Андреева ПРИКЛАДНАЯ ГОЛОГРАФИЯ Лекция 4 лектор: О. В. Андреева

Формирование изображения объекта при считывании голограммы Формирование изображения объекта при считывании голограммы

Терминология • • Запись и считывание голограммы Физиологические аспекты зрения Объект для голографирования Изображение Терминология • • Запись и считывание голограммы Физиологические аспекты зрения Объект для голографирования Изображение объекта: мнимое, действительное, ортоскопическое псевдоскопическое • Изображение – фантом • Сфокусированное изображение

Запись голограммы (регистрация голограммы) – процесс физического взаимодействия излучения с регистрирующей средой, в результате Запись голограммы (регистрация голограммы) – процесс физического взаимодействия излучения с регистрирующей средой, в результате которого пространственное распределение интенсивности в регистрируемой интерференционной картине преобразуется в соответствующее распределение каких-либо параметров среды.

Считывание голограммы • Считывание голограммы – процесс освещения голограммы, сопровождающийся дифракцией излучения на ее Считывание голограммы • Считывание голограммы – процесс освещения голограммы, сопровождающийся дифракцией излучения на ее структуре и приводящий к образованию дифрагированной волны, характеристики которой определяются параметрами голограммы и условиями ее освещения. • В настоящее время термин "Считывание голограммы" широко используется наряду с термином "Реконструкция голограммы" для описания процессов реконструкции (восстановления) и преобразования объектной волны при освещении голограммы.

Зрение • Способность человека воспринимать свет от разных объектов в виде особых ощущений яркости, Зрение • Способность человека воспринимать свет от разных объектов в виде особых ощущений яркости, цвета и формы. • Зрение – фрагментарно, объекты в поле зрения фиксируются не все сразу, а последовательным переводом взора с одного на другой. • Зрение двумя глазами – бинокулярное зрение – обеспечивает способность оценивать форму объектов, их расположение в пространстве и относительно друга.

Строение глаза Строение глаза

Сетчатка глаза • Изображение объектов формируется на сетчатке глаза • Сетчатка содержит два вида Сетчатка глаза • Изображение объектов формируется на сетчатке глаза • Сетчатка содержит два вида светочувствительных клеток: Колбочки обеспечивают «дневное» центальное цветное зрение (400 -750 нм) Палочки - сумеречное периферическое зрение (400 -650 нм), различают только оттенки серого

Изображение объекта • Основой зрительного восприятия объекта является его оптическое изображение, спроецированное на сетчатку Изображение объекта • Основой зрительного восприятия объекта является его оптическое изображение, спроецированное на сетчатку глаза. • Оптические изображения разделяют на действительные и мнимые • В голографии рассматривают также оптические изображения ортоскопические и псевдоскопические

Получение изображения непрозрачного объекта с помощью пропускающей голограммы запись голограммы оптическая система лазер зеркало Получение изображения непрозрачного объекта с помощью пропускающей голограммы запись голограммы оптическая система лазер зеркало считывание голограммы мнимое изображение голограмма действительное изображение объектная волна опорная волна объект РС мнимое изображение голограмма

Получение изображения непрозрачного объекта с помощью пропускающей голограммы Г наблюдение МИ МИ ДИ наблюдение Получение изображения непрозрачного объекта с помощью пропускающей голограммы Г наблюдение МИ МИ ДИ наблюдение ДИ

Мнимое изображение • Мнимое изображение – если лучи, выходящие из оптической системы, расходятся, но Мнимое изображение • Мнимое изображение – если лучи, выходящие из оптической системы, расходятся, но их можно мысленно продолжить в противоположную сторону и они пересекутся в одной точке, то такую точку называют мнимым изображением точки-объекта. • Такая точка (мнимое изображение) способна играть роль объекта по отношению к другой оптической системе (например, глазу), которая преобразует его в действительное. • При наблюдении мнимого изображения объекта при освещении голограммы оно является ортоскопическим.

Объект – точка Запись и восстановление сферической волны rk O + k k rk Объект – точка Запись и восстановление сферической волны rk O + k k rk

Ортоскопическое изображение • Изображение, в котором распределение разности фаз на поверхности изображения объекта соответствует Ортоскопическое изображение • Изображение, в котором распределение разности фаз на поверхности изображения объекта соответствует распределению разности фаз на поверхности объекта – ортоскопическое изображение. • Наблюдатель при этом видит «обычное» изображение объекта.

Получение изображения непрозрачного объекта с помощью пропускающей голограммы запись голограммы оптическая система лазер зеркало Получение изображения непрозрачного объекта с помощью пропускающей голограммы запись голограммы оптическая система лазер зеркало считывание голограммы мнимое изображение голограмма действительное изображение объектная волна опорная волна объект РС мнимое изображение голограмма

Действительное изображение • Изображение создается сходящимися пучками лучей в точках их пересечения. • Если Действительное изображение • Изображение создается сходящимися пучками лучей в точках их пересечения. • Если в плоскости пересечения лучей поместить экран, то можно на нем наблюдать действительное изображение. • При наблюдении действительного изображения объекта с помощью объектной волны, восстановленной голограммой, оно является псевдоскопическим.

Псевдоскопическое изображение • Распределение разности фаз на поверхности изображения объекта имеет отрицательный знак по Псевдоскопическое изображение • Распределение разности фаз на поверхности изображения объекта имеет отрицательный знак по отношению к распределению разности фаз на поверхности объекта. • Наблюдатель при этом видит «необычное» изображение объекта, в котором, например, вместо выпуклостей – вогнутости, и наоборот. • Псевдоскопическое изображение можно наблюдать в голографическом эксперименте при обращении хода лучей через голограмму (явление обращения волнового фронта) и при наблюдении действительного изображения объекта, сформированного восстановленной голограммой волной.

Действительное изображение • Изображение создается сходящимися пучками лучей в точках их пересечения. • Если Действительное изображение • Изображение создается сходящимися пучками лучей в точках их пересечения. • Если в плоскости пересечения лучей поместить экран, то можно на нем наблюдать действительное изображение. • При наблюдении действительного изображения объекта с помощью объектной волны, восстановленной голограммой, оно является псевдоскопическим.

Псевдоскопическое изображение • Распределение разности фаз на поверхности изображения объекта имеет отрицательный знак по Псевдоскопическое изображение • Распределение разности фаз на поверхности изображения объекта имеет отрицательный знак по отношению к распределению разности фаз на поверхности объекта. • Наблюдатель при этом видит «необычное» изображение объекта, в котором, например, вместо выпуклостей – вогнутости, и наоборот. • Псевдоскопическое изображение можно наблюдать в голографическом эксперименте при обращении хода лучей через голограмму (явление обращения волнового фронта) и при наблюдении действительного изображения объекта, сформированного восстановленной голограммой волной.

Видеоряд № 6 Голограмма Денисюка – возможность наблюдения псевдоскопического изображения; демонстрация явления обращения волнового Видеоряд № 6 Голограмма Денисюка – возможность наблюдения псевдоскопического изображения; демонстрация явления обращения волнового фронта.

Регистрация голограммы по методу Ю. Н. Денисюка регистрирующая среда объект WR – освещающая волна Регистрация голограммы по методу Ю. Н. Денисюка регистрирующая среда объект WR – освещающая волна W 0 – объектная волна источник излучения

W*R Наблюдение Восстановление мнимого объектной воны, ортоскопического совпадающей с изображения исходной голограмма W 0 W*R Наблюдение Восстановление мнимого объектной воны, ортоскопического совпадающей с изображения исходной голограмма W 0 N W*0 WR Восстановление объектной волны, обращенной по Наблюдение действительного отношению к исходной псевдоскопического изображения Голограмма – зарегистрированная интерференционная картина

Изображение – «фантом» запись голограммы считывание голограммы оптическая система объект Р лазер объект Р Изображение – «фантом» запись голограммы считывание голограммы оптическая система объект Р лазер объект Р объектная волна опорная волна объект O РС мнимое изображение объекта O (фантом) голограмма

Ассоциативный отклик голограммы запись голограммы считывание голограммы оптическая система лазер зеркало объектная волна опорная Ассоциативный отклик голограммы запись голограммы считывание голограммы оптическая система лазер зеркало объектная волна опорная волна объект РС волна от объекта объект Г ассоциация (появление опорной волны)

Голограмма сфокусированного изображения Схема регистрации от лазера опорный пучок РС объект изображение линза Голограмма сфокусированного изображения Схема регистрации от лазера опорный пучок РС объект изображение линза

Голограмма сфокусированного изображения – при регистрации которой изображение объекта (либо сам объект), проектируемое обычно Голограмма сфокусированного изображения – при регистрации которой изображение объекта (либо сам объект), проектируемое обычно оптической системой, располагается в плоскости регистрирующей среды или вблизи нее. Особенности: • угол, в пределах которого можно наблюдать изображение, ограничен апертурой оптической системы, используемой при регистрации голограммы (либо ограничен самой голограммой); • схема регистрации позволяет снизить требования к размерам, пространственной когерентности и монохроматичности источника излучения при восстановлении объектной волны; • позволяет увеличить яркость изображения объекта, благодаря ограничению угла наблюдения. • возможности достижения оригинальных визуальных

Контрольная работа 1. 2 26. 09. 2011; ФИО; Группа Ответы на вопросы: 1. 2. Контрольная работа 1. 2 26. 09. 2011; ФИО; Группа Ответы на вопросы: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Контрольная работа 1. 2 1. Условие Брэгга: запись формулы, что обозначают параметры, для чего Контрольная работа 1. 2 1. Условие Брэгга: запись формулы, что обозначают параметры, для чего используется в голографии? 2. Назовите основные различия действительного и мнимого изображения реального объекта. 3. Какие свойства объектов являются наиболее важными при их голографировании? 4. С помощью чего человек различает формы объектов, цвета и градации яркости ? 5. При описании каких оптических процессов используется термин «индикатриса» и что он обозначает? 6. По какому признаку голограммы разделяют на двумерные (2 D) и трехмерные (3 D)?

Литература к лекции 1. Денисюк Ю. Н. Принципы голографии. - Л. : ГОИ. - Литература к лекции 1. Денисюк Ю. Н. Принципы голографии. - Л. : ГОИ. - 1978. - 125 с. 2. Островский Ю. И. Голография и ее применение. - Л. : Наука. - 1973. - 180 с. 3. Кольер Р. , Беркхарт К. , Лин Л. Оптическая голография. - М. : Мир. 1973, 686 с. 5. Оптическая голография. Под ред. Колфилда Г. - М. : Мир. 1982. - т. 1, т. 2. 6. Калитеевский Н. И. , Волновая оптика – СПб. : Лань, 2006. – 466 с. 7. Бутиков Е. И. Оптика. Высшая школа. М. 2003. 8. Денисюк Ю. Н. Сборник избранных статей по голографии. // Труды ГОИ. – 1988. - Т. 68. – Вып. 202. – 265 с. 9. Андреева О. В. Прикладная голография. СПб: СПб ГУ ИТМО, 2008. -184 с.