Устройство для регистрации композиционных голограмм

 

Союз Советскими

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 24.07,81 (21) 3323146/18-25 (511 М. Ки.з с присоединением заявки М (23) Приоритет—

G 03 Н 1/28

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (%3) УДД 772,99 (088 ° 8) Опубликовано 231 2,82. Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 231?82 (72) Авторы изобретения

А.Д. Гальперн, В.П. Бруй и Г.С. Прядилова (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГHCTPAUHH

КОМПОЗИЦИОННИХ ГОЛОГРАММ

Изобретение относится к оптическим средствам изобразительной техни.ки, в частности к устройствам регистрации голограмм различных ракурсов объекта, зарегистрированных в естественном свете (компоэиционные голограммы) °

Известно устройство для регистрации композиционных голограмм, содержащее лазер, расширитель пучка, блок ввода ракурсов, системы формирования опорного и объектного пучков и фотоноситель. С помощью этого устройства регистрируются полосовые голограммы различных ракурсов объекта, сфотогра. фированных при освещении объекта некогерентньм светом. При восстановлении таких голограмм наблюдается объемное иэображение объекта (1) .

В устройстве формируются пучки круглого сечения, что приводит к эначительньм потерям излучения при записи.

Наиболее близким техническим ре- . шением к изобретению является устройство для регистрации композиционных голограмм, включающее оптическую систему формирования подсветки ракурсов объекта, рассеиватель, узел крепления светочувствительного материала, оптические системы для переноса изображений и для формирования опорного пучка. В этом устройстве пучок излучения падает на матовое стекло, рассеянное излучение освещает ракурс объекта, изображение этого ракурса переносится объективом в заданную плоскость с требуемьик увеличением.

В фокальной плоскости объектива располагается светочувствительный материал. Перед светочувствительньм материалом расположена щель, ограничивающая участок, иа котором регистрируется голограмма данного ракурса.

Объектное излучение интерферирует с расходящейся опорной волной в плоскости регистрации голограммы. При регистрации голограммы следующего ракурса светочувствительная пластинка перемещается и тем самым засвечивается новый участок фотоматериала.

Процесс повторяется до тех пор,пока не будут зарегистрированы все ракурсы 12).

Однако иэ-эа узкой щели перед фотоматериалом и широкой индикатрисы рассеяния матового стекла лишь только малая часть объектного излучения участвует в записи каждой элементар983630 ной голограммы, что увел::-;ч зает зоемя экспозиции голограмм .

Целью изобретения является сокращение времени регистрации голограммы путем использования всего объектного излучения при получении каждой элементарной голограммы.

Поставленная цель достигается::åì, что в устройстве для регистрации композиционных голограмм, включающем оптическую систему формирования подсветки ракурсов объекта, рассеиватель, узел крепления светочувствительного материала, оптические системы для переноса изображений и для формирования опорногб пучка, в систему формирования подсветки введен рассеиватель, выполненный в виде усеченного клина, причем основание клина изготовлено в .виде цилиндрической поверхности, а сечение выполнено диффузно рассеивающим, при этом сечение установлено в плоскости, оптически сопряженной с плоскостью регистрации голограмм, а в оптическую систему формирования опорного пучка введена цилиндрическая оптическая система. 25

Наличие рассеивателя, выполненного в виде усеченного клина с цилиндрическим основанием и заматированным сечением, позволяет сформировать источник подсветки ракурсов в виде диф- 30 фузно рассеивающей цели, изображение этой щели переносится в плоскость регистрации голограммы, таким образом вся энергия объектного излучения чспользуется при записи голограмм. 35

Для perистрации голограмм различных ракурсов на различные участки светочувствительного материала устройство содержит блок смещения светочувствительного материала. 40

Для предотвращения относительных смещений иэображений ракурсов, обусловленных смещением голограмм при регистрации голограмм Френеля, устройство содержит блок смещения и поворота референтного пучка. Наличие этого блока позволяет изменять несущую п рос тра нс тв е ни ую час то ту так им образом, что смещение голограммы не будет вызывать смещения восстановлен- . ного изображения.

«10

Для сохранения соотношения между интенсивностями объектного и референтного излучений при поворотах референтного пучка в референтный пучок вводится фильтр, коэффициент пропускания которого может меняться пропорционально изменению площади сечения референтного пучка плоскостью регистрации голограмм.

Для устранения паразитных засве- Я) ток фотоматериала за счет изменения размеров сечения референтного пучка при его поворотах перед плоскостью регистрации голограммы установлена неподвижная диафрагма, размеры кото- 65 рой равны размерам элементарной голоr раммы.

На фиг. 1 изображена схема устройства для регистрации композиционных голограмм, вид сверху; на фиг. 2 рассеиватель, вид сверху.

Устройство для записи композиционных голограмм содержит источник 1 когерентного излучения, полупрозрачное зеркало 2, служащее для разделения пучка от источника на объектный и опорный. По ходу объектного Пучка располагается оптическая система 3, расширяющая пучок, далее располагается рассеиватель 4, формирующий диффуэно рассеивающий источник в виде вертикальной щели, затем пленка 5, на которой зарегистрированы различные ракурсы объемной сцены, и объектив б, предназначенный для построения изображения щели в плоскости регистрирующей среды 7, а изображения ракурса— за плоскостью регистрирующей среды

7.

Перед плоскостью регистрирующей среды 7 установлена диафрагма 8, размеры которой равны размерам изображения светящейся щели. Эта диафрагма служит для устранения паразитных зас- ветов фотоматериала при изменении размеров сечения референтного пучка при его поворотах.

Зеркало 9 направляет излучение в референтное плечо. Оптическая система 10 установлена в референтном плече и служит для формирования опорного параллельного пучка с сечением в виде щели, фильтр 11 с переменным коэффициентом пропускания служит для сохранения соотношения между интенсивностями объектного и референтного пучка, зеркало 12 служит для направления референтного пучка на диафрагму 8. В процессе регистрации композиционной голограммы каждый ракурс объемной сцены, зарегистрированный на пленке 5, вводится в излучение рассеянное рессеивателем 4, одновременно зеркало 12 смещается и раэворачивается таким образом, чтобы угол между объектным и референтным пучками принял значение, обеспечивающее отсутствие смещения между изображениями, восстановленными различными элементарными голограммами.

Величина изменения угла между объектным и референтным пучком при переходе от одной элементарной голограммы к другой легко определяется и равна h/Zo где h — ширина элементарной голограммы; Z0 — расстояние от изображения ракурса, создаваемого объективом 6, до плоскости регистрирующей среды 7. Объектив б изображает диффузную щель в плоскости регистрации 7 и одновременно строит изображение ракурса за плоскостью реги983630 стрирукхцей среды 1. Расстояние между блюдателя, а иэображение ракурсов— этим изображением и плоскостью реги- в фокальной плоскости. Если расстоястрирующей среды 7 выбирается так, ние между изображением композицион.чтобы при наблюдении восстановленно- ной голограммы и изображением ракурго иэображения не происходило разры- сов равно расстоянию между объектом ва конвергенции и аккомодации. Про- 5 съемки и фотоайпаратом, то разрыв конпускание фильтра 11 выбирается таким вергенции аккомодации будет отсут" образом, чтобы при регистрации всех ствовать. элементарных голограмм сохранялось В связи с тем, что при регистраодно и то же соотношение интенсивнос- ции каждой элементарной голограммы тей референтного и объектного пучков,10 все излучение от объекта фокусирует-. так как при поворотах референтного ся на участок, где записывается эта пучка площадь его сечения будет ме- голограмма, величина энергии, требуняться пропорционально cow V, где емой. для записи голограммы, сокращаЧ вЂ” угол между нормалью к плоскости ется, тем самым сокращается при данрегистрирующей среды 7 и направлением 5 ной мощности излучения время регистпучка, то коэффициент пропускания рации голограммы каждого ракурса, и фильтра должен меняться таким же об- следовательно, и требования к старазом. бильности установки. Сокращение,вреПосле регистрации голограммы дан- мени экспозиции может быть оценено ного ракурса регистрирующая среда 7 0 отношением площади, занимаемой энерперемещается на расстояние, равное гетическим спектром излучения, расширине диафрагмы 8, и производится сеянного матовой поверхностью, к регистрация следующего ракурса объем- площади отдельной элементарной голоной сцены. граммы.

Рассеиватель (фиг. 2) выполнен в виде усеченного клина, причем основание 12 рассеивателя 4 в виде клина изготовлено в виде цилиндрической поверхности, а сечение 13 выполнено Устроиство для регистрации комподиффузно-рассеивающим, задавая шири- 3 зиционных голограмм, включающее опн ифф зной щели h, размер D и вы- тическую систему Формирования подсоту клина L, можно определить с по- светки ракурсов ооъекта, ра ссеивамощью известных формул геометричес- тель, узел крепления светочувствикой оптики радиус кривизны цилиндри- тельного материала, оптические сисческой поверхности и показатель пр— и показатель пре- темы для переноса иэображений и для ломления материала, из которого изго-35 формирования опорного пучка, о т— тавливается клин. лич ающеес я тем, что, с целью

П и 2 - h/Z -0 отсюда следу- сокращения времени регистрации голоет что в случае, когда. пленка с ра- грамм, рассеиватель выпол к рсами находится в фокальной плос1 Р

У усеченного клина, пр го клина причем основание кости объектива 6, т. е. регистриру- 40 клина изготовлено ид в в е цилиндричеса сечение выполнено ются элементарные голограммы Фурье, кой поверхности, а ассеивающим, при этом сеченеобходимость в повороте референтного диффузно рассеи ающ, p новлено в плоскости, оптипучка отсутствует, при этом нет необ- ние установлено в ходимости в установке фильтра 12 и чески сопр яженной с плоскостью регии голог амм, а в оптическую сидиафрагмы 8 однако при этом изобра- 45 страции гологра жение ракурсов восстанавливается на

l стему формиро и вания опорного пучка ввебесконечности. Если объект съемки дена цилиндрич ическая оптическая систенаходился на довольно близком рассто- ма. янин от фотоаппарата, снимавшего раэИсточники информации, личные ракурсы, то при наблюдении у» экспертизе изображения, восстановленного компо- принятые во внимание при экспе ой голограммой может возник- 1. Патент Англии 9 218556, 9 1218556 зиционно

2 У кл. G 02 В 27/00, опублик. нуть разрыв конвергенции и аккомода- кл. G 2 g кл ° ции. Для предотвращения этого разры- 1971. ва при наблюдении иэображения необ- 2. Прим именение голографии в медиПо д. Бахраха Л.Д., ходимо и спользовать объектив, строя- цине и биологии. д ре

A Л. Наука, 1977, щий изображение поверхности компози- Макеева В. ционной голограммы перед глазами на- с.69-72.

983630

Составитель В.Аджалов

Техред M. Коштура Корректор A. Дэятко

Редактор Н.Гунько

Заказ 9917/55 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óærîðîä, Ул. Проектная, 4