Дифракция света ч 2

ГГФ

решетки
как спектрального аппарата
Элементы голографии


Лекция 4

непрозрачных дисков
– совокупность щелей в экране
– плоские решетки

–

δ – сдвиг фаз между соседними источниками
A0 – амплитуда

от одного источника (Е0)

A - результирующая амплитуда (Е)

I ~ A2

http://www.bollywood.im/videos/http://www.bollywood.im/videos/многолучеваяhttp://www.bollywood.im/videos/многолучевая-http://www.bollywood.im/videos/многолучевая-интерференцияhttp://www.bollywood.im/videos/многолучевая-интерференция.html

2, 3… окружности

интерференция характеризуется большой концентрацией энергии в главных максимумах

дифракционной решётки
- амплитуда результирующей волны от N щелей
-

интенсивность результирующей волны

Е01(φ), I01 – амплитуда и интенсивность волны, идущей от каждой щели в направлении φ.

интенсивности
Условие минимумов при дифракции света на решетке:

интенсивность колебаний при дифракции света на одной щели.

в спектр
Спектр ртути (m = 1)

же, где и минимум для линии,
соответствующей длине волны (λ+δλ)
λ+δλ
λ
b

– ширина дифракционной решетки

λ+δλ

λ

Разрешающая способность

разрешаемая спектральным аппаратом в данном порядке спектра
Разрешающая способность R

обусловлена угловой шириной главного максимума и определяет возможность раздельного наблюдения двух близких спектральных линий.

Угловая ширина максимума

Критерий Релея

Разрешающая способность

точки
Толстослойные голограммы
Свойства голограмм
Применение голограмм

фотография
I, ω, φ, поляризация
Голография

пропускающие голограммы объемных объектов, выполненные с помощью лазера.
Физические основы голографической

записи

Габор Деннис. В 1948—51 построил общую теорию голографии и получил первые голограммы. Лауреат Нобелевской премии по физике 1971 г. «за изобретение и развитие голографического метода»

голограмме.
Схема записи пропускающей голограммы
http://www.holography.ru/physrus.htm

световых волн (опорной и предметной): θ — угол между направлениями

распространения опорной и предметной волн; d — расстояние между соседними тёмными полосками картины.

Структура голограммы, видимая в микроскоп.

d sin θ = λ
d – период голографической дифракционной решетки
Пропускание

дифракционных решеток

голографической

искусственной

действительное изображение
m = -1
m = 1
m = 0
d sinφ

= mλ

m = 1

d = λ/sinθ

Условие главных максимумов на дифракционной решетке:

φ = θ

Характеристики волны такие же, как у предметной

и предметная волны доходят одной фазе − окружность.
AOк – b

= kλ /2
AOк = b + kλ /2

k = 2m - max
k = (2m+1) - min

rк2 = (b+ kλ /2)2 – b2

d = Δrk при Δk=1 – период решетки

решетке:
Пучок – расходящийся, мнимое изображение – т.А'
– мнимое изображение там

же, где был предмет.

изображения точки А; Н — расстояние от объекта до голограммы
Пучок

–сходящийся, т. А'' – действительное изображение

мнимое изображение

при разных направлениях наблюдения

и опорная волны,
3 – фоточувствительный слой, 4 - предмет

голограммы видны в обычном свете, при восста-новлении голограмма действует как

интерференционный фильтр.

Голографический портрет Ю.Н. Денисюка

Laboratories (США) изготовил пропускающую голограмму, видимую в обычном белом свете.

Голограммы, изобретенные Бентоном, были названы радужными, так как они переливаются всеми цветами радуги, из которых состоит белый свет. Открытие Бентона позволило начать массовое производство недорогих голограмм путем "штамповки" интерференционных картин на пластик. Голограммы именно такого типа применяются сегодня для защиты от подделок документов, банковских карточек и т.д. Благодаря Бентону голография обрела популярность в широких слоях общества.

Радужные голограммы

волны. Освещая голограмму расходящейся сферической волной, можно наблюдать увеличенное изображение

предмета. На этом основано устройство голографического микроскопа. Заменив расходящуюся волну на плоскую можно уменьшить и приблизить изображение.

Свойства голограмм

Качество голографических изображений зависит от монохроматичности излучения лазеров, разрешающей способности фотоматериалов, условий съёмки. При использовании мощных импульсных лазеров (до 10-9 сек) легко получать голограммы объектов, движущихся со скоростями порядка 1000 м/сек.

Голографическое изображение летящей пули

телевидения
Создание новых систем памяти с большой плотностью записи
Изображение

матрицы

Транспарант (матрица) голографического запоминающего устройства

(автоматическое чтение информации, классификация различных объектов, дешифровка сложных изображений, кодирование

информации)

Применение голографии

свободных от аберраций, дифракционных решеток, светофильтров
Создание акустических голограмм (в

частности, для исследований внутренних органов животных и людей)

Голографическое звуковидение

Создание радужных голограмм (реклама, дизайн)

и поверьте, технология эта куда круче, чем обычное стереоскопическое 3D.

Они изготавливаются на специальной пленке с применением лазеров и благодаря этому обладают впечатляющим набором свойств. Карты достаточно детальны, полноцветны, их можно спокойно свернуть, сделать на них пометку маркером. При этом карты Zebra Imaging можно обойти кругом – чтобы получить максимальное точное представление об объекте. Глядя же на многоканальную карту, возможно увидеть не только фасады, но и интерьер зданий. Кроме того, для просмотра таких карт не нужны специальные очки – это как минимум значит, что ими могут пользоваться одновременно несколько человек. Стоимость карт Zebra Imaging колеблется от 1000 до 3000 долларов, их заказывают военные ведомства.

Применение голографии

Применение голографии
Импульсная голографическая установка «Green Star»
изучение следов (треков) частиц

изучение динамики распределения неоднородностей в туманах, жидкостях и других прозрачных средах
интерферометрия - измерение малых (порядка долей мкм) деформаций объектов, обусловленных вибрацией, нагреванием, неразрушающий контроль изделий; исследование взрывов, ударных волн