Устройство для голографической регистрации информации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИИ ИНФОРМАЦИИ, содержащее лазер, оптически связанный через предметный и опорный каналы с регистрирующей средой, причем опорный канал состоит из последовательно установленных скрещенных цилиндрических линз и поляризатора в виде прямоугольной кюэеты, одна часть которой, вьделеннаядиагоналЬной перегородкой, заполнена оптически активным веществом,а другая - иммерсионной жцдкостью, о тлича 9щееся тем, что, с целью повьшения точности регистрации состояния поляризации, устройство дополнительно снабжено кюветой с электрооптическим веществом, расположенной между скрещенными цилиндрическими линзами, на боковых гранях которой параллельно и симметрично оптической оси канала расположены электроды в форме треугольников, электрически соединенные с управля-, ющим источником питания. .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ у114 G 03 Н 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3749886/24-25 (22) 04.06.84 (46) 15..11.85. Бюл. Р 42 (71) Харьковский государственный ордена Трудового Красного Знамени и ордена Дружбы народов университет им. А.М. Горького (72) А.Б. Согоконь (53) 772.99(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 819789, кл.G 03 H 1/04, 1981, Авторское свидетельство СССР

Р 1149206, кл. G 03 Н 1/04, 1983. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИИ ИНФОРМАЦИИ, содержащее лазер, оптически связанный через предметный и опорный каналы с регистрирующей средой, причем опорный канал состоит из последовательно установленных скрещенных цилиндрических линз и поляризатора в виде прямоугольной кюветы, одна часть которой, выделенная диа: гональной перегородкой, заполнена оптически активным веществом,а другая — иммерсионной жидкостью, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности регистрации состояния поляризации,-устройство дополнительно снабжено кюветой с электрооптическим веществом, расположенной между скрещенными цилиндрическими линзами, на боковых гранях которой параллельно и симметрично оптической оси канала расположены электроды в форме треугольников, электрически соединенные с управля ющим источником питания.

1191879

Изобретение относится к голографии и может быть использовано в биологии, медицине, кристаллофизике„ физике твердого тела„. а также в минералогии для исследования анизо- 5 тропных объектов.

Целью изобретения является повышение точности регистрации информации.

Существо изобретения заключается в следующем.

Расположение между скрещенными цилиндрическими линзами кюветы с электрооптическим веществом, на которое с помощью треугольных электродов подается напряжение, приводит к тому, что линейно поляризованное лазерное излучение на выходе из кюветы имеет другое состояние поляризации, зависящее от длины пути, 20 пройденного светом в электрооптическом веществе, подверженном действию электрического поля. Электрооптическое вещество под действием приложенного поля становится анизотропным и ведет себя как одноосный кристалл, оптическая ось которого параллельна направлению электрического поля. Поскольку свет распрост раняется перпендикулярно оптической 30 оси анизотропного вещества, то при этом наблюдается двулучепреломление, т.е. ортогональные линейно поляризованные компоненты распространяются с разной скоростью и приобретают на выходе разность фаз dV, равную . дФ= 1.11.10- К1Р2Д, где К вЂ” постоянная Керра электро оптического вещества;

1 — длина пути, пройденного све- 40 том в веществе;

Е - напряженность электрического поля;

/ — длина волны излучения.

Так как электроды выполнены в ви-.45 де треугольника, то величина И изменяется по сечению пучка, что приводит к изменению разности хода между компонентами и, следовательно, к изменению состояния поляризации 5р выходного излучения rro сечению пучка.

Так, для луча, проходящего через вер шину треугольного электрода, P = О и 9 О и его состояние поляризации не изменяется. Для некоторого друго- 55

ro луча, проходящего внутри треугольника, дЦ принимает значение 3/4 и на выходе получается циркулярно поляризованный луч. При значении л Ч =

= S/2 на выходе имеем линейно поляризо".анный луч с ориентацией, ортогональной падающему лучу. При увеличении разности фаз до ЗМ/4 опять по« лучаем циркулярно поляризованный луч, но с противоположным направлением вращения. В промежуточном значении выходной луч имеет эллиптическую поляризацию с различным знач нием соотношения между осями. Таким образом, на выходе из кюветы формируется пучок, содержащий линейно, циркулярно и эллиптически поляризованные компоненты. Разность фаз зависит также от напряженности электрического поля Е.

Поэтому, изменяя величину Е, можно изменять диапазон состояний поляризации, укладывающихся в сечение пучка.

Пропуская излучение, выходящее из кюветы, через цилиндрическую линзу и поляризатор, создающий линейный поворот плоскости поляризации по сече нию пучка 1 кювету с перегородкой, заполненную оптически активным вещест" вом), получаем в плоскости голограммы опорный пучок, содержащий полный набор поляризационных компонент. Это позволяет повысить точность регист-. рации состояния поляризации, так как в этом случае неполяризованный или частично поляризованный фон легко отделяется от циркулярно и эллиптически поляризованного излучения. Кроме то-. го появляется возможность определения знака эллиптичности. Так, например, если от объекта распространяется лево-циркулярное излучение, то минимум интенсивности восстановленного изображения наблюдается в том участке голограммы, на который падало право-циркулярное излучение опорного пучка. Если же от объекта распространяется неполяризованное излучение, то интенсивность восстановленного изображения во всех точках голограммы одинакова, что и позволяет отделить один вид излучения от другого.

На чертеже дана схема устройства для голографической регистрации информации.

Устройство содержит цилиндрические линзы 1 и 2, кювету 3, поляризатор 4, регистрирующую среду 5, объект 6, электроды 7 и регулируемый источник 8 напряжения.

1191879 нии. Таким образом, на выходе поляризатора 4 формируется опорный пучок, в горизонтальном направлении .которого изменяется азимут поляризационных

5 компонент, а в вертикальном - их эллиптичность. Излучение в предметном канале проходит через исследуемый анизотропный объект 6 и попадает на регистрирующую среду 5, где интерфе0 рирует с поляризационными компонентами опорного пучка. В результате в каждом участке голограммы регистрируется проекция состояния поляризации объектной волны на состояние

5 поляризации опорного пучка, падающего на данный участок голограммы.

Изменение состояния поляризации по объекту превращается в изменение интенсивности восстановленного по голо0 грамме изображения.

Рассматривая восстановленное изображение через различные участки голограммы, перемещая глаз в горизонтальном и в вертикальном направле5 ниях, можно определить состояние поляризации излучения, распространяющегося от исследуемого объекта.

По сравнению с известными предлагаемое устройство позволяет повысить точность регистрации состояния поляризации за счет того, что в опорном пучке, кроме линейных, содержатся циркулярные и эллиптические поляризационные компоненты с различными азимутом и эллиптичностью. Это позво.ляет на одной голограмме за короткий промежуток времени зарегистрировать полную информацию об амплитуде, фазе и поляризационной структуре прошедшего через исследуемый объект излучения. Кроме того, устройство позволяет регистрировать частично поляризованное излучение, а также регулировать точность путем изменения напряжения, приложенного к электродам.

В устройстве использованы стеклянные короткофокусные цилиндрические линзы. Кювета 3 выполнена из стекла, на боковые грани которой наклеены медные электроды. 7. В качестве электрооптического вещества использован нитробензол, постоянная

Керра которого равна 2,2 10 . При размерах кюветы .0,3x)0xlO см и напряженности поля 1,5 -10 В/см разность хода изменяется от 0 до 23 ч что достаточно для получения полного набора поляризационных компонент.

Поляризатор 4 выполнен в виде стеклянной кюветы, разделенной диагональной перегородкой, одна часть которой заполнена 60Х-ным раствором сахара, а вторая — глицерином. При размерах кюветы 1Ох18х24 см поворот плоскости поляризации составляет 2

Устройство работает следующим образом.

Излучение лазера полупрозрачным зеркалом не показано расщепляется 2 на опорный и объектный каналы. Опорный пучок цилиндрической линзой 1 расширяется в вертикальном направлении и проходит через кювету 3. Под действием электрического поля, при- 5 ложенного к треугольным электродам 7 от регулируемого источника 8 напряжения, электрооптическое вещество из иэотропного состояния переходит в. анизотропное и опорный линейно поля35 ризованный пучок, проходя через кювету, на выходе приобретает, различные состояния поляризации от линейной до круговой в зависимости от длины пути, пройденного светом в

40 анизотропной части кюветы (переход в анизотропное состояние происходи: только в промежутке между электродами, в остальных участках кюветы вещество находится в изотропном состоя 45 нии и не изменяет поляризацию излучения ). Далее опорный пучок расширяется цилиндрической линзой 2 и попадает на поляризатор 4, который пово-рачивает плоскость поляризации так 50 что падающее излучение с фиксированным азимутом превращается в последовательность поляризационных компонент, азимут которых непрерывно изменяется в горизонтальном направле- 55

Наиболее полно преимущества предложенного устройства реализуются в импульсном режиме.При этом на электроды можно подавать напряжение от импульсного источника питания ламп накачки. На голограмме, сформированной в течение одного импульса, может быть записана полная информация об исследуемом объекте.

1191879

Составитель В. Аджалов

Редактор И. Рыбченко . Техред С.Мигунова Корректор С.Черни

Заказ 7155!44 Тираж 44 7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4