Презентация на тему Прикладная голография

объекта в широком динамическом диапазоне;
Возможность обращения волнового фронта;
Высокая информационная

ёмкость.

восстановить объектную волну:

параметры волны - амплитуду, фазу, спектральный состав,

поляризацию;
распределение параметров волны в пространстве;
изменение параметров волны во времени

информации
Избыточность получаемой информации
Голограмма как оптический эквивалент объекта - степень

соответствия оптических свойств объекта и голограммы!!!

Оказывается, что такая пространственная структура (голограмма !) является своего

рода оптическим эквивалентом объекта.

Если на эту структуру падает излучение того же источника, который освещал объект при экспозиции, то она отражает это излучение таким образом, что волновое поле отраженного излучения идентично волновому полю излучения, отраженного объектом.

Ю.Н.Денисюк, 1962г.

«точка» регистрирующей среды несет информацию об отдельной точке объекта)

Нелокальная

(распределенная) запись: голография, ?
(каждая «точка» регистрирующей среды несет информацию обо всем объекте)

каждой точки объекта должно попадать на всю поверхность регистрирующей

среды.

Основные свойства голограмм

(в отличие от пропускания без нарушения геометрии пучка излучения)

– пропускание, которое сопровождается рассеянием света, вплоть до полного отсутствия регулярного (направленного) пропускания.
.Диффузное рассеяние света – распространение света по всем возможным направлениям (а также в соответствии с определенной индикатрисой рассеяния) при отражении или пропускании.

зависимость интенсивности рассеянного света от направления наблюдения (пунктир).

экран

голографического метода записи информации, заключающееся в том, что восстановление

объектной волны возможно каждым отдельным, сколь угодно малым, участком голограммы при условии, что при записи голограммы каждая точка объекта освещает всю поверхность регистрирующей среды.
При наблюдении изображения объекта с помощью восстановленной волны голограмма для наблюдателя является своего рода "окном" в мир объекта – при уменьшении "окна" усложняются и ухудшаются условия наблюдения.

от поверхности; равна отношению светового потока dФ к геометрическому

фактору
L = dФ/(dΩ dA Cosθ),

dΩ – заполненный излучением телесный угол; dA – площадь участка, испускающего излучение;
θ – угол между перпендикуляром к этому участку и направлением излучения.

излучения, проходящего через поверхность (или отраженного поверхностью) в данном

направлении, отнесенный к единичному телесному углу и к единичной площади, перпендикулярной направлению распространения излучения.
Динамический диапазон воспроизведения градации яркостей – возможность передачи градации яркости объекта в изображении, которое характеризуется соотношением наиболее ярких и наименее ярких деталей объекта, переданных в изображении.

характеризует способность устройства, формирующего изображение объекта, правильно передать в

изображении градации яркости объекта. Из всех световых величин именно яркость объекта непосредственно связана со зрительными ощущениями, так как освещенности изображений объектов, формируемых на сетчатке глаза, пропорциональны яркости этих объектов.

изображения существенно превышает возможности традиционно используемых методов получения изображений

и близок к возможностям зрительного аппарата человека.

градаций яркости
Объект – бриллиант на бархате
Основные свойства голограмм

точках которой волна имеет в данный момент времени одинаковую

фазу. Распространение волны происходит в направлении нормали к волновому фронту и может рассматриваться как движение волнового фронта через среду.
В простейшем случае волновой фронт представляет плоскую поверхность, а соответствующая ему волна называется плоской.
Существуют также сферические, цилиндрические и другие волновые фронты.
Излучение точечного источника в изотропной среде имеет волновой фронт сферической формы.

объектной волне
WS – опорная волна (WS* – сопряжённая волна) W0

– объектная волна (W0* – сопряжённая волна)

же форму, что и исходная волна, но распространяющаяся в

обратном направлении (сопряженная по отношению к исходной объектной волне).

Псевдоскопичность изображения, восстановленного сопряженной волной, обусловлено тем, что при рассматривании двух точек на поверхности голограммы они будут иметь разность фаз разного знака при использовании исходной волны и сопряженной.

помощью четырехволновой динамической голограммы и использование этой волны для

коррекции излучения лазера
Обращение волнового фронта за счет вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна (бриллюэновским зеркалом)

трёхмерной голограммы

R – Интенсивная неоднородная волна,
S – слабая волна

правильной формы,
S' – исправленный и усиленный волновой фронт.

ёмкости.

–голограмма безопорная регистрируется излучением только объектной волны в объемной

регистрирующей среде.

Интерференционная структура голограммы обусловлена когерентным взаимодействием излучения различных частей объекта.
Такая схема демонстрирует ассоциативные свойства голограммы – восстановление объектной волны при освещении голограммы излучением, сформированным только отдельным участком объекта.
Используются безопорные голограммы для записи диффузоров, при создании ВРМБ и других технических приложениях.

голографии и ее практических приложений (в основном это 70-е

годы ХХ столетия) получил применение в следующих случаях:
Для записи изображений, например, в фотолитографии при производстве полупроводниковых приборов;
Для осуществления многоканальной параллельной оптической обработки одного входного изображения;
Для реализации поэлементной пространственно-неинвариантной обработки изображений;
Для различных целей в качестве согласующих элементов оптических волоконных систем.

перед всеми другими используемыми методами заключается в следующем:
яркость изображения

и его разрешение при использовании голографического метода обусловлены независимыми параметрами
увеличение разрешения впрямую не связано с уменьшением яркости,
в неголографических методах в связи с необходимостью выбора размера отверстия увеличение разрешения, как правило, связано с потерей яркости.

для создания оптической памяти сверхвысокой емкости высказал

П.И. Ван Хирден еще в 1963 году.

подтверждает гипотезу физиолога Р.И.Берля о том, что мозг хранит

каждый бит информации не в одиночной пространственно-локализованной ячейке, а в виде одиночной пространственной гармоники возбуждения, занимающей весь его объем. Такой способ хранения информации обладает рядом достоинств, Например, повреждение одного или нескольких участков мозга не вызывает в этом случае полного исчезновения какой-либо части записанной в нем информации.
Вход в такую «нелокализованную» память весьма удобен в отличие от памяти на пространственных ячейках, где каждая расположенная внутри объема ячейка должна быть соединена с входным устройством специальным нервным волокном, в данном случае каждый элемент соединен только с ближайшими соседями.
Потенциальная емкость такого рода памяти грандиозна. П.И. Ван Хирден показал, что число независимых гармоник, с помощью которых может быть записана информация, равно объему голограммы, деленному на кубик с линейными размерами, равными длине волны света, использованного при ее записи. Для видимого света эта величина составляет порядка 1010 ячеек/см3

устройства голографической памяти BSTJ – 1967 г.

фазовые маски, полупроводниковые лазеры
Источники света
Дефлекторы пучков света
Составитель страниц
Среда

для записи голограмм
Матрица фотодетекторов (приемников излучения)
Различные вспомогательные оптические элементы и электронные устройства

данным IBM

записи и хранения документов в аналоговом формате без предварительного

кодирования.
Возможность параллельной записи и считывания больших объемов информации (не отдельных битов, а целых страниц).
Увеличение надежности и сохранности записанной информации за счет распределенной, а не локальной формы записи.
Снижение требований к электромеханическим системам управления и к их быстродействию за счет того, что ширина спиральных дорожек на голографических дисках в 10-100 раз больше, чем в существующих оптических дисках.
Увеличение информационной емкости за счет использования постраничной, а не побитовой записи информации и за счет использования наложенной записи.

собой комплекс сложных научно-технических и инженерных решений при реализации

различных этапов процесса записи, считывания и поиска информации.

Голографическая система памяти, как правило, включает следующие основные инженерные компоненты:
Источники света
Дефлекторы пучков света
Составитель страниц
Среда для записи голограмм
Матрица фотодетекторов (приемников излучения)
Различные вспомогательные оптические элементы и электронные устройства