View
4
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
holos graphõ
visu rakstu
Hologrāfija –
informācijas ieraksta metode
Hologrāfija Latvijā
LU Fizikas un
matemātikas fakultāte
Latvijas
Zinātņu Akadēmijas
Fizikas institūts
Amorfo halkogenīdu
materiālu pētījumiHologrāfijas mācību
laboratorija
Optiskā ieraksta
laboratorija
�Amorfo halkogenīdu materiālu pētījumi (As-S,
As-Se, As-S-Se)
�2D/3D varavīksnes hologrammu ieraksts
Hologrāfijas
laboratorija
Fizikas un
matemātikas
fakultāte
Fotogrāfija un Hologrāfija
Ieraksta viļņu
interferences ainas
intensitāti
Ieraksta gaismas
intensitāti
Viļņu interference
un difrakcija
�Interferences aina saglabā informāciju gan par
viļņa amplitūdu, gan par relatīvo fāzi
�Iespēja saglabāt informāciju par viļņa fāzi ir
būtiska hologrāfiskās metodes atšķirība no
fotogrāfiskās
Redzamajā spektra daļā - λ ≈ 0.40 – 0.75 µm (400 – 750 nm)
Ar+ - 0.488µm
Ar+ - 0.514µm
He-Ne - 0.6328µm
InterferenceDifrakcija
He - Ne lāzers
λλλλ = 632.8 nm
Priekšrocības:
�fiksēts viļņa garums
�paralēls stars
�intensitātes gausa sadalījums pa stara diametru
Cietvielu lāzers
Rubīna lāzers: λλλλ = 670 nm
Nd YAG lāzers
Y3Al2(AlO4)3:Nd3+
Diožu lāzers – 20.gs.
90-tie gadi
Diožu lāzeri pašlaik spēj “pārklāt” visu redzamā spektra
diapazonu
+
-
Lāzera stars
n- GaAs
n- AlGaAs
p- AlGaAs
p- GaAs
p-n pārejas zona
Hologramma mikroskopā
� Ieraksts fotoemulsijā � Ieraksts fotorezistā
Hologrāfiskā ieraksta materiālu izšķirtspējai
jāpārsniedz 1000 līnijas/mm (25 000 dpi)
Ne-sudraba emulsijas
�Dihromētais želatīns
�Fotorezisti
�Fotopolimēri
�Fototermoplasti
�Fotorefraktīvie kristāli
Dennis Gabor
(1900-1979)
1948 - “A New Microscopic
Principle”
British Thompson-Houston
Company, Ltd.
1971 – Nobela prēmija
Rezultātu
interpre-
tācija
Ass hologramma: ieraksts
Fotoplate
Emulsija Stikls
Objekts
Lāzera
stars
)exp(
),exp(
RRR
ooo
iAu
iAu
Φ−=
Φ−=
( )[ ] ( )[ ][ ]oRoRoRoR
oRoRoRoRoR
iiAAAA
AAAAuuuuI
Φ−Φ−+Φ−Φ++=
=Φ−Φ++==+⋅+=
expexp
)cos(2...)()(
22
22*
Objekta izvēle ierobežota:
caurspīdīgs, ar nelielām
nehomogenitātēm
Fotoplates apstrāde
� Fotoemulsiju eksponē un fotoķīmiski apstrādā, lai tās amplitūdas caurlaidība ττττ mainītos proporcionāli gaismas intensitātes I izmaiņām (pakāpes rādītāju ½ vienkāršības dēļ atmet):
Ito expβττ +=
Pēc ķīmiskās apstrādes hologrammu novieto iepriekšējā
vietā un apgaismo ar koherentu vilni uR, kāds tika izmantots
ieraksta laikā. Gaisma difraģē, un aiz fotoplates izplatās
vilnis, kura amplitūda:
)exp()( exp RRoR iAItuu Φ−⋅+=⋅= βττ
0IIT ==τ
Hologrammas restaurēšana
)exp()( exp RRoR iAItuu Φ−⋅+=⋅= βττ
4321
*2
exp
2
exp
2
exp
2
exp
22
exp
exp
)2exp()()(
)()(
)exp()])(exp[
)](exp[(
)exp(
)exp()exp(
uuuu
uiAtuAt
uAtuAt
iAiAA
iAAAAt
iA
iIAtiAu
ORROR
RoRRo
RRORRo
ORRoRo
RRo
RRRRo
′+′+′+′=
=⋅Φ−+⋅+
+⋅+⋅+=
=Φ−Φ−Φ−+
+Φ−Φ+++
+Φ−=
=Φ−+Φ−=
ββ
ββτ
β
τ
βτ
šķietamais
attēls
Reālais
attēls
hologramma
Lāzera stars
novērotājs
Restaurētie viļņi
*2
exp
'
4
2
exp
'
3
2
exp
'
2
2
exp
'
1
))2exp((
)(
)(
)(
oRR
oR
Ro
RRo
uiAtu
uAtu
uAtu
uAtu
⋅Φ−=
⋅=
⋅=
⋅+=
β
β
β
βτ
izklīstošs vilnis - objekta viļņa kopija
(šķietamais attēls)
saejošs vilnis - (reālais
attēls)
atbalsta viļņa kopija
atbalsta viļņa kopija, Ao << AR
Emmeth Leith & Juris Upatnieks
Hologrāfiskais tēmeklis
J.Upatnieks
2008.gadā
1962 – “Reconstructed
Wavefronts and Communication
Theory”
University of Michigan
E. Līss un
J.Upatnieks 20.gs.
60-os gados
Divstaru shēma -1
Stara dalītājsLāzers
FotoplateMatstikls Objekts
Spogulis
1. Ieraksts
Divstaru shēma
2. Restaurēšanas procesā – hologramu apgaismo tikai ar
atbalsta staru
šķietamais attēls –
veidojas izklīstošos
staros, skatoties caur
hologrammu kā caur
lodziņu
reālais attēls –
veidojas saejošos
staros,
ass attēls
veidojas
uz ekrāna
Restaurēšanas procesā šķietamais un reālais
attēls telpiski atdalās gan viens no otra, gan
no atbalsta stara
hologramma
“Baltās gaismas” (Deņisjuka)
hologramma
Objekts tiek apgaismots caur “biezu”
fotoemulsiju, kurā notiek no objekta
atstarotā viļņa un objektu apgaismojošā
viļņa interferences ainas ieraksts.
Hologrāfiskā attēla
īpašības
Tilpuma (biezā) hologramma restaurē ne tikai objekta viļņu lauka
amplitūdu un fāzi, bet arī spektrālo sastāvu.
Biezā hologramma vienlaicīgi restaurē tikai vienu objekta attēlu.
Biezo hologrammu maksimālā difrakcijas efektivitāte var sasniegt
100%.
Teorētiskais apraksts pamatojas uz t.s. saistīto viļņu modeli, kur
tiek aplūkota gaismas viļņu izplatīšanās cauri videi, ievērojot
polarizāciju un absorbciju.
G.Lipmana metode
� Gaismas stāvviļņu
ieraksts biezās,
caurspīdīgās
fotoemulsijās.
� Nobela prēmija
1908.gadā – par krāsu
fotogrāfijas metodi, kas
balstās uz gaismas
interferenci.
Recommended