Лекция 24.
Голография.
Опорная и предметная световые волны. Запись и воспроизведение голограммы. Свойства голограммы. Применение голографии.
Основные представления о голографии
Голография - это метод получения изображения предмета. Слово "голография" - происходит от греческих слов
- "голос" - полный, "графо" - пишу
В сочетании это означает "полная запись". Имеется в виду запись той информации, которую несет свет от источника или изображаемого объекта.
В обычной фотографии фотопластинка записывает информацию только об амплитуде волны, т.к. 
.Она не записывает информацию о фазе (характеризующей различные расстояния от фотопластинки до различных частей объекта). Следствие этого - плоскостное изображение объекта.
Голография позволяет записать на фотопластинке информацию не только об амплитуде падающих на нее волн, но и о фазах.
Идея метода аналогична синхронному детектированию в радиотехнике. Там информация передается с помощью модулированного сигнала на высокой несущей частоте. В приемнике этот сигнал детектируется и из него извлекается информация об амплитуде и фазе модулирующего сигнала.
Логично было использовать этот прием и в световом диапазоне частот. Для этого необходимо информацию, содержащуюся в световой волне, идущей от изображаемого объекта записать в виде модулированной волны на некоторой несущей частоте. При записи модулированной волны на фотопластинку, информация о фазе записываемой волны сохраняется. По записи на фотопластинке модулированной волны синхронным детектированием, т.е. облучением несущей частотой, можно восстановить исходную волну.
Процесс модулирования светового сигнала тем сигналом, который несет информацию о предмете, можно реализовать путем интерферирования этих сигналов и записи интерференционной картины.
Процесс восстановления исходной волны можно реализовать за счет дифракции несущей частоты на полученной интерференционной картине.
Идея голографии была выдвинута в 1920 г. польским физиком М. Вольфке (1883-1947), но была забыта. В 1947 г., независимо от Вольфке, идею о голографии предложил и обосновал английский физик Д. Габор, удостоенный за это в 1971 г. нобелевской премии.
Запись голограммы
В настоящее время существует множество схем голографирования. Одна из них:
1,2,3 - лучи плоской волны, падающей на зеркало 4, О - голографируемый объект,
Ф - фотопластинка, 4 - полупрозрачное зеркало.
Из рисунка видно: на фотопластинку падают лучи, отраженные от пластинки и лучи, рассеянные объектом.
Пучок 5 лучей, отраженных от пластинки, носит название опорного. Пучок 6 лучей, рассеянных объектом - предметный пучок. Опорный и предметный пучки - когерентны. Следствие этого - на фотопластинке, после ее проявления, отпечатывается интерференционная картина.
Фотопластинка, с полученной таким образом интерференционной картиной, носит название голограммы.
В каждой точке фотопластинки встречаются две волны. Т.к. точка фиксирована. то сложение волн сводится к сложению колебаний 
и 
. Знаете. что в этом случае, амплитуда результирующей. напряженности:
- сдвиг фаз между складываемыми колебаниями. В рассматриваемом случае 
, где 
угол падения луча из т. А данную точку фотопластинки, x, y - координаты плоскости голограммы, 
расстояние от т. А до рассматриваемой точки. В теории фотографического процесса показывается, что после проявления пластинки коэффициент пропускания света этой пластинкой 
определяется соотношением
=(
где 
- коэффициент контрастности, характеризующий материал фотопластинки.
В таком случае имеем:
=(
т.е. на каждом малом участке, где 
, меняется по гармоническому закону.