378134

(11 378134 СПИИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Соцкалистицеских РеспубликГосударственный комитет Совета Министров СССР по делам изаоретений н открытий, А, Зубов,на Ленина ф В. Крайский и Т. И. Кузнецова зический институт им, П, Н. Лебедева(54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГОЛОГРАММ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПРОЦЕССОВие относится к об Изобретфии.Известеции быстропорныйобразом,Допплерания гологтерферен асти гологракой регистраов, в котором астоте таким 5 ние эффекта и фиксироваонарную инн способ голографичес опротекающих процесс луч преобразуют по ч чтобы исключить влияПри этом в плоскост раммы получают стаци ционную картину.=сопз 1 поле,имеет вид комплексная отстоящей от поле опреде где с/з ется в восста чения ющий рассеяи/2 пучок) зом,Цель предлагаемого изобретения - получение голограммы движущегося с переменной скоростьо объекта или объекта, характеристики которого нерегулярно меняются во времени, и воспроизведение зарегистрированной, 15 изменяющейся во времени картины с тем или иным временным масштабом.Поставленная цель достигается путем применения нового принципа записи голограммы на объемном регистрирующем элементе с ис пользованием пространственно-неоднородной фазовой модуляции опорного светового пучка. В этом режиме в каждом сечении голограммы регистрируется определенная спектральная компонента излучения, рассеянного объ ектом, Последующая стадия восстановления достигается оптической реконструкцией спектральных компонент излучения при использовании восстанавливающего светового пучка с теми же характеристиками, что и опорный. 30 Для требуемого изменения временного,масштаба используется восстанавливающий пучок с другой скоростью пространственно-неодпороднои фазовой модуляции. В отличие от прототипа предлагаемый способ использует запись голограммы в существенно нестационарных условиях, когда в процессе регистрации на каждый элемент голограммы действует опорный пучок с частотой, изменяющейся линейно по сечению этого пучка.Способ осуществляется следующим обра- зом Если в некоторой плоскости Лраспространяющееся от объектав(х, у, /)е-", где е(х, т, 1) -функция, то в некоторой точке,этой плоскости на расстояние Я,ляется по формуле Кирхгофа:Д е (х, у, 1) е -рс- элемент плоскости Л=сопз 1. Требурезультате регистрации голограммы и новлений получить это поле. Для полу- голограммы на объемный регистриру. элемент подают исследуемое излучение, нное объектом (сигнал), и под углом вспомогательное излучение (опорныйсформированное надлежащим обра378134 Регистрирующий элемент может представлять собой фотохромный кристалл с центрами окраски, фотохромное стекло, фотохромную пластмассу. В некоторых случаях возможно использование толстослойных фотогра фических эмульсий, предназначенных для регистрации голограмм.Опорный пучок создают из плоской моно- хроматической волны, излучаемой одномодовым квантовым генератором, Волна проходит 10 через электрооптическую ячейку, обеспечивающую при подаче на электроды пилообразного напряжения линейное изменение частоты в направлении, перпендикулярном световому пучку. Опорный световой пучок, действующий 15 на регистрирующий элемент, имеет вид Их - Е - гу ЕагЕ(аг - Их+ Е - г - ЕагЕ о Координата г направлена перпендикулярно 20 опорному световому пучку, постоянная а характеризует скорость изменения фазы; ео -- аг - частота опорного пучка в сечении г. При условии, что толщина регистрирующего элемента не слишком велика, т. е, гмакс( 25 ( (Лх) /Х, где ямакс размер голограммы по оси г; Лх - разрешаемый элемент на голограмме; излучение, рассеянное объектом, имеет в этом элементе вид:30 Ег (Х х ) ЯЕ (О Е - ЕмЕ+ЕЕгх ) ЕЬгЕ Совместное действие сигнала и опорного пучка при регистрации даст 35(ГГг гмакс а - ЕмЕ +ЕЬгЕ -ЕагЕ +у - г- ,) 1 е,еФ)х,у,е)е уг у ) ух,у ). ос Коэффициент 6/а характеризует изменение временного масштаба. Таким образом, поле в точке наблюдения полностьео соответствует тому полю, которое создавалось от двигаю щегося объекта.Условия, необходимые для записи голограммы и воспроизведения движущегося изображения объекта, которые были перечислены выше, выполняются для толщин голограммы 45 3 - 10 мм при наблюдении в дальней зонеРо) 100 см, Временное разрешение достигает 10 о - 10 - " сек при изменении напряжения на 104 в за время 10- 10- сек на электрооптической ячейке из кристалла КДП толщиной 50 порядка 1 см,Предмет изобретения 55 Способ регистрации и восстановления голограмм. нестационарных процессов путем созЕ (х з ) Щ (о е - еае 4 их ).еаге- Е Е+Е в (Е )х, у, г, Е) - Яе (1 Ех, у, 1) е Перестройка частоты опорного пучка обеспечивает регистрацию всех спектральных компонент исследуемого сигнала, необходимых для обеспечения желаемого временного разрешения. Это приводит к соотношению амаксразо ) )1, РаССТОЯНИЕ ДО ТОЧКИ Н а ОЛ ЮДЕ- ния г заметно превышает размеры голограммы. Это приводит к соотношениям3г 2асмака ( е 2 1 хмакс ( з еразр2 м Для поля в точке наблюдения будем иметь: т Е мЕР 4 =О)-"-О(Х,у,Ьа)Е ), С,3)(+ яо-. (Х, у, ) е с й = 5 а + 5 г + я,Для рассматриваемого случая интерес представляет последний член: Для воспроизведения сигнала направляют на полученную объемную голограмму восстанавливающий световой пучок, который формируют по такому же принципу и направляют по тому же направлению, что и опорный. В случае необходимости изменения временного масштаба восстанавливающий пучок формируют при другой скорости нарастания импульса напряжения на электродах ячейки. Восстанавливающий пучок имеет вид: где 6 - характеризует скорость изменения фазы; ео - е)г - частота опорного сигнала в сечении г. Сигнал в дальней зоне определяетсяпо формуле Кирхгофа:- Их+ Е - г - ЕагЕ" 1 а)вое с а 1 а, до= Е=Е --сКорректор А. Дзесова Редактор Б. Нанкина Заказ 1266/3 Изд,482 Тираж 506 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 дания сигнального и немонохроматического опорного излучений и фиксирования голограммы, отличающийся тем, что, с целью получения нестационарных образов изменяющихся во времени объектов, формируют опорный пучок с заданными фазовыми соотношепнями н непрерывно изменяемой по координате частотой, направляют его перпендикулярно к среднему направлению исследуемого излучения, а восстанавливают сигнал пучком 5 с теми же характеристиками, что и опорный,