Главная > Оптика > Оптическая голография, Т.1
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Предисловие редактора перевода

В последнее время голографические методы получения и анализа изображений находят все большее применение в различных областях науки и техники. Путь к использованию голографии отнюдь не был гладок. Хотя популярность она завоевала сразу же после появления лазерных голограмм в начале 60-х годов, прошло немало времени, прежде чем были преодолены многие технические трудности, разработаны и применены новые, основанные на принципах голографии, методы анализа и контроля явлений и объектов. Процесс расширения областей использования голографии продолжается и поныне.

В научно-исследовательских институтах и научно-производственных объединениях возникло немало лабораторий, призванных распространять уже известные и разрабатывать новые голографические методы для различных областей науки и техники. Голография стала широко использоваться и как средство трехмерного отображения объектов. Возможности практического применения уже расширились настолько, что голография затронула и космические исследования, продемонстрировав целый ряд преимуществ голографических методов над традиционными.

Интенсивное развитие голографии, расширение областей ее применения, постоянное увеличение числа специалистов, так или иначе связанных с голографией, — все это оказало влияние на рост интереса к литературе, рассматривающей те или иные аспекты голографии.

За последние годы появилось немало книг по голографии. Одни из них (см. список литературы) посвящены проблеме в целом, другие — отдельным разделам голографии и конкретным областям ее приложения. Тем не менее вне поля зрения специальной голографической литературы осталось немало неосвещенных вопросов. Кроме того, назрела необходимость в подробном справочнике по голографии, в котором с достаточной полнотой были бы рассмотрены все главные разделы голографии. Наиболее близко удовлетворяла этим требованиям изданная в 1970 г. в русском переводе книга Р. Кольера, К Беркхарта и Л. Лина «Оптическая голография» [5]. Однако материал ее частично устарел, он уже не является достаточно полным и не отражает современного уровня развития голографии.

Предлагаемая читателю книга представляет собой своего рода энциклопедический справочник, охватывающий как оптическую голографию в целом, так и формирование изображений и оптическую обработку информации. Для написания этой книги привлечен авторский коллектив в составе 31 специалиста из различных научных учреждений США и Канады. В авторский коллектив входит большинство ученых США, наиболее активно работающих в области голографии, оптической обработки информации и их применений. Введение к книге написал Э. Лейт — один из основоположников лазерной голографии, внесший большой вклад в дело ее практического использования в разных областях науки и техники.

В переводном издании в книгу внесены некоторые изменения. Во-первых, она разбита на два тома и, во-вторых, с любезного разрешения редактора американского издания проф. Г. Колфилда, в т. 2 помещено «Дополнение», написанное крупнейшим советским специалистом в области голографии и оптики чл.-кор. АН СССР Ю. Н. Денисюком. Необходимость введения «Дополнения» обусловлена тем, что в американском издании весьма слабо отражены работы советских авторов и недостаточно освещен важный раздел голографии, а именно голография с записью в трехмерных средах.

Уже по самому названию книги видно, что она не перекрывает всех направлений голографии, охватывая только оптическую голографию (и некоторые проблемы обработки информации), оставляя в стороне радиоголографию и акустическую голографию. Однако оптическая голография занимает столь много места в этой новой области науки и техники, что часто, говоря о голографии, имеют в виду именно оптическую.

Следует заметить, что разделение голографии как направления на отдельные ее составные части еще не установилось в литературе, и разные авторы книг и составители сборников по голографии по-разному осуществляют разбивку материала по главам. Тем не менее большинство авторов приводит следующие разделы голографии: теоретические основы голографии как метода записи и восстановления волнового фронта, типизация голограмм и схем голографирования, особенности записи голограмм, техника и аппаратура голографирования, использование голографических методов в различных областях науки и техники. Некоторые части этих разделов выросли в последнее время в самостоятельные научные направления: к ним относятся запись в трехмерных средах, динамическая голография и обращение волновых фронтов, голографическая интерферометрия и некоторые другие.

В настоящей книге разделение по главам определяется не столько какой-либо обоснованной системой, сколько областями интересов авторов, принявших участие в написании отдельных глав и параграфов. Тем не менее большинство разделов голографии в ней отражено достаточно полно.

В вводной главе проф. Э. Лейт дает краткую предысторию с подробным описанием идей Габора, которые привели его к созданию голографии. Естественно, что в ней нашли отражение и давшие мощный импульс развитию голографии работы самого Э. Лейта, проведенные совместно с Ю. Упатниексом, в которых впервые для получения голограммы применен лазер, а высокое качество восстановленного волнового фронта и полученного от него трехмерного изображения определяются как широкими возможностями лазерного пучка, так и внеосевой схемой голографирования, предложенной в этих работах. Выдающимся достижением в развитии голографии явились работы советского физика Ю. Н. Денисюка, приведшие к созданию нового направления в голографии —формированию голограмм в трехмерных средах при использовании для записи встречных пучков. Голограммы, получаемые таким методом, называют голограммами Денисюка.

В какой-то мере вводной является и вторая глава книги, в русском переводе названная «Основы голографии». Эта глава содержит математические, физические и методологические предпосылки, знание которых лучше поможет пониманию принципов голографии. В частности, много места уделено интегральным преобразованиям, которые используются при осуществлении голографического процесса и в методах оптической обработки информации. Важную физическую основу голографии представляют собой явления интерференции и дифракции, достаточно полно рассмотренные Б. Томпсоном применительно к задачам голографии.

На начальном этапе голография была невозможна без галогенидо-серебряной фотографии. Справку о применении фотографического процесса в голографии и о его физико-химических особенностях дает известный специалист в этой области П. Бахман (§ 2.6).

В книге довольно много места уделено (гл. 3—5) рассмотрению различных типов голограмм и реализации схем голографирования. Классификацию голограмм Кэти проводит на основе характера записывающих сред, параметров объектной волны, модуляционных факторов и свойств источников освещения.

Большое значение для голографии имеет процесс формирования изображения. Этот вопрос наряду с описанием особенностей линзового формирования изображений в когерентном и некогерентном свете и рассмотрением проблемы разрешения и аберраций довольно подробно обсуждает Ю. Упатниекс

Для успешных работ в области голографии совершенно необходимо высококлассное специальное оборудование, в частности лазеры, различные оптические системы и среды для записи голограмм. Этому вопросу посвящена последняя глава первого тома. В этой главе помимо галогенидосеребряных материалов подробно исследуются такие среды, как бихромированная желатина, фоторезисты, фотополимеры, фотопластики, фотохромные материалы. Следует

заметить, что в советской литературе имеется немало обзорных публикаций по регистрирующим материалам и пространственным модуляторам света. В этой же главе большое внимание уделяется рассмотрению простых и гибридных установок неразрушающего контроля (с автоматической обработкой данных), спекловых голографических устройств, предназначенных для достижения тех же целей, голографических корреляторов, а также аппаратуры для голографирования движущихся объектов. Однако, разумеется, авторам удалось разобрать не все возможные схемы, поэтому для пополнения сведений по данному вопросу мы рекомендуем читателю книгу советских авторов [7].

Во втором томе настоящей книги рассматриваются главным образом различные применения голографии. Голографические запоминающие устройства для цифровой вычислительной техники, получение голографических двумерных и трехмерых дисплеев, голографическая интерферометрия, оптическая обработка информации и распознавание образов, голографическая микроскопия, создание голографических оптических элементов, спектроскопия, голографическая запись контуров объектов, размножение изображений, получение портретов голографическими средствами и, наконец, голографическая фотограмметрия — таков общий круг областей применения голографии, который подробно рассмотрен в гл. 10.

Большой интерес представляет «Дополнение», написанное Ю. Н. Денисюком. В «Дополнении» приведен обзор вариантов теории, свойств и перспектив практического применения трехмерных голограмм — статистических, динамических, в том числе голограмм с записью в средах, способных к вынужденному рассеянию, и резонансных средах, а также доплеровских голограмм, сформированных бегущими волнами интенсивности. Кроме голографических методов, в которых для записи используются трехмерные среды, Ю. Н. Денисюк рассматривает и сами светочувствительные материалы, пригодные для записи тонкослойных и глубоких трехмерных голограмм.

Перечень вопросов, рассмотренных в книге, говорит об относительной полноте охвата проблемы. Хотя отдельные главы и параграфы неравноценны (некоторые написаны более подробно, другие несколько схематично), иногда встречаются повторения и разный подход к изложению одних и тех же вопросов, что связано, по-видимому, с различными вкусами авторов, тем не менее общий уровень изложения достаточно высок и дает ясное представление о каждом из исследуемых вопросов. Рассматриваемые в книге проблемы являются весьма актуальными. В отличие от первых книг по голографии в настоящей монографии рассматриваются реализации различных голографических методов и указываются границы их использования. Все это позволяет надеяться, что предлагаемая книга будет с интересом встречена советским читателем и станет полезной для большого числа специалистов.

Перевод книги осуществили: канд. физ.-мат. наук Г. А. Гаврилов (предисловие, и § 2.5, 2.6 т. 1 и § 10.6, 10.8 - 10.14 т. 2); Б. С. Гуревич (гл. 1, § 2.1, гл. 7 т. 1 и § 10.1 - 10.4 т. 2); канд. физ.-мат. наук В. К. Соколов (§ 2.2, гл. 4 - 6 т. 1 и § 10.5 т. 2) и канд. техн. наук Д. Ф. Черных (§ 2.3, 2.4, гл. 3, 8 т. 1 и гл. 9, § 10.7 т. 2).

В заключение приводим список книг, которые читатель может использовать для более глубокого знакомства с отдельными проблемами голографии.

Проф. С. Б. Гуревич

ЛИТЕРАТУРА

(см. скан)

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление