Электроника

ГОЛОГРАФИЯ (от грвч. h6los — весь, полный и ...графил), нвучно-техническое направление, занимающееся изучением методов записи, воспроизведения и преобразования волновых полей и созданием на их основе голо-графических устройств. Методы Г. позволяют эвписывать, воспроизводить и преобразовывать волновые поля разл. физ. природы: напр., эл.-магн. (видимого, ИК, радио и др. диапазонов), акустич., электронные волновые поля, что лежит в основе выделения оптич., акустич. Г., радиоголографии и др.
Оптич. Г. осн. нв использовании интерференции света для получения объёмного изображения объекте путём эаписи и восстановления волнового поля, рассеянного этим объектом. Запись волнового поля объекта осуществляется регистрацией интерференц. картины, к-рая образована волной, отражённой объектом при освещении его источником света (т. н. предметной волной), и когерентной с ней волной (т. н. опорной волной; рис. 1, а). Вос-ствновлеиие волнового поля объекта осуществляется дифракцией опорной волны нв интерференц. картине, зарегистрированной светочувствит. материвлом (рис. 1, б) (см. Оптические запоминающие среды).
Основы Г. заложены в 1946 Д. Габором (Великобритания); им же получены первые голограммы простейших объектов (напр., точечных). В 1962—63 амер. физики Э. Лейт и Ю. Упатниекс, применив в квчестве источника света лвзер, разработвли голография, схему с нвклоиным опорным пучком, а сов. физик Ю. Н. Демисюк получил объёмную (трёхслойную) голограмму (запись в трёхмерной среде). К 1965—66 созданы теоретич. и эксперим. основы Г. В последующие годы развитие Г. идёт гл. обр. по пути совершенствования её применений.
Голографич. метод получения объёмного изобрвжения объекте позволяет регистрировать ив светочувствит. материале не только интенсивность (как при фотографировании), но и фвэу световой волны. В результате взаимодействия опорной и предметной воли образуется система стоячих волн, максимумы и минимумы к-рых соответствуют зонам, в к-рых интерферирующие волны находятся соответственно в фазе и противофазе. Для точечного опорного источника О? и точечного объекта Oi поверхности максимумов и минимумов представляют собой систему гиперболоидов вращения, если опорный источник расположен на конечном расстоянии от объекта (рис. 2, в) или систему параболоидов вращения, если источник знвчительно удвлён от объекта («в бесконечность») (рис. 2, б). Светочувствит. материал, помещённый в любое место этого пространства, регистрирует распределение интерференц. поля  плоскости регистрации. Получаемая после обработки светочувствит. материала голограмма представляет собой множество чередующихся тёмных и светлых полос, образующих пе-риодич. структуры (дифракц. решётки; рис. 3). Швг такой периодич. структуры (период дифракц. решётки) d свяэвн с длиной световой волны к и углом 26 между опорным и предметным лучвми соотношением d=X/2sin6. В зависимости от взаимного расположения объекта, источника света и регистрирующего светочувствит. материале рвзли-чают осн. схемы получения голограмм. В схеме Габорв опорный источник и объект расположены на оси голограммы, угол 2В близок к нулю и прострвнств. частоте периодич. структуры v (величина, обратная её периоду) минимальна. Полученная по этой схеме гологрвмма наз. также однолучевой, т. к. используется один пучок света, часть к-рого рассеивается объектом и образует предметную волиу, а др. часть — опорную волну. В схеме Лейте и Упатниекса когерентный наклонный опорный пучок света формируется отдельно (двуялучеввя голограмме). Для двухлучевых гологрвмм требуются светочувствит. мвтериалы с более высоким пространств, разрешением, чем для однолучевых. Если опорный и предметный пучки падают на светочувствит. слой с разных сторон (2В-180 ), то v мвксимальна и близка к 2/Х, а плоскости интерференц. максимумов располагаются вдоль поверхности материала в его толще. Эта схема была впервые предложена Денисюком. Поскольку при освещении такой голограммы, иапр. опорным пучком, восстановленная предметная волна рвспрострвияется навстречу освещающему пучку, твкие голограммы иногда наз. отражатель-нымн. Если толщине светочувствит. слоя 6 много больше расстояния между соседними плоскостями интерференц. максимумов d, то голограммы получаются объёмными. Если же звпись интерференц. картины происходит на поверхности слоя или 6^d, то — плоскими. Критерием перехода от двухмерных голограмм к трёхмерным является условие 6^t1,6d /к.
Для получения высококечеств. голограмм используются светочувствит. мвтериалы с достаточно высокой разрешающей способностью v. Наиболее рве прост рвнёииыми для Г. светочуяствит. материалами являются галогенсеребря-иые материалы, а также термопластики, яалькогеиидные фотохромные стёк л в, дизлектрич. и ПП кристаллы (до пуск вют миогократиое повторение цикле запись—- стирвиие), мвги. плёнки, жидкие кристаллы, фотополимеры и др.
Методы Г. позволяют получать объёмные изображения предметов (в т. ч. и цветные изображения), что используется в демонстрац. целях, при создании объёмных изо-брвжеиий произведений искусства, голографич. портретов (изобразительная Г.). Трёхмерные св-ва голографич. изобрвжений используются для исследования движущихся ч-ц (нвпр., квпель дождя или тумана), треков ядерных ч-ц и др. Объёмность изображения делает перспективным создание голографич. кино и телевидения. Широкое применение получили методы голографич. интерферометрии для изучения неоднородностей мвтеривлов (внутр. трещины, пустоты и др.), в т. ч. для исследования механич. деформаций. Методы Г. твкже используются для хранения и обработки информации. Информация об объекте, записанная в виде читерфереиц. структуры, однородно распределена на большой площвди, что обусловливвет высокую надёжность записи.
Методы Г. успешно используются для виэуализвции вкустич. полей (акустич. голография) и >л.-мвгн. полей в радиодиапазоне (радиоголография).