Щука А.А. Электроника (2005) (1152091), страница 126
Текст из файла (страница 126)
Таким образом, при освещении голограммы опорной волной часть дифрагированного на ней света воссоздает волновой фронт, который щел от объекта при записи голограммы. Созлается так называемое действительное изображение в том месте, где ранее находился объект. Одновременно восстанавливается сопряженная волна, формирующая мнилюе изображение. б) Рис. 9.4. Дифракция плоской валлы иа дифракциоииой решетке (а) и схема восстановления изображения с голограммы (б) 1 — лазерное излучение; 2 — линза, 3 — зеркало, 4 — голограмма; 5 — действительное изображение; б — мнимое изображение Пропускание фотопластинки с записью опорной и объектной волн выражается уравнением (9.4) и после проявления фотопластинки будет пропорционально /. Если эту проявленную пластинку-голограмму осветить опорной волной, то пройдет волна, описываелгая уравнением; (/и/--- ( (/„„:;" ч /((,,~'-) ци ъ и„„К;„„~з - (/м(/,'„,.
(9.7) В этом уравнении есть три слагаемых; ). (К/и,~ г ,'(/и] )(/и, — предметная волна (/„„, амплитуда которой пролюдулирована ко- эффиц-.. (~л(л/„„~з - ~(/„„~з). 2. (/„„~(/„,] = 2(/„„Ци ехр(/грч,) — объектная или предметная волна (',и, промодулирован(/ч,(г., -- (/м(/и, ехр(/(2гри, — дги)] — волна„комплексно-сопряженная с объектной. Она несет информацию с отличной от объектной волны фазой. Поэтому мнимое изображение псевдоскопично или изображение видно как бы изнутри. Голограмма обладает рядом уникальных свойств: Каждый фрагмент голограммы обладает свойством воспроизводить полную записанную инфорлзацию.
Голограмма способна регистрировать и воспроизводить состояние поляризации предметной волны. Картина интерференции в этом случае характеризуется не изменением интенсивности поля. а молуляцией состояния поляризации. В этом случае слои с ли- Часгь Пl. Квантовая и опгическая электроника нейной поляризацией соседствуют со слоячн, в которых поляризация циркулярна В свою очередь эти слои граничат со слоями, где поляризация линейна, но уже в орте гональном направлении. Глаз это не различает, но такой способ эквивалентен записи двух голограмм на одной пластинке.
С1 Голограмма способна формировать обращенную волну, по позволяет компенсировать искажения, вносимые оптически неоднородными средами. С1 Двумерная голограылза позволяет масштабировать изображение при изменении длины волны источника излучения. С1 Объемная голограмма способна хранить информацию, пропорциональную трсхмер ной гармоники с характерным разчером Хх)хХ, где Х вЂ” длина волны. таким образом, 1 ~з в объеме 1 см' при длине волны Х = 5 лаял~ помещается 1О независимых гармоник.
С1 Ассоциативные свойства голограммы сводятся к следующему. 'если зарегистрировать два изображения А и В и осветить голограмму излучением от одного из изображений, например Л, то получим другое изображение В. Возможно и наоборот. [3 Голограмма осуществляет восстановление одного из изображений, если воссганавли. ваюшее изображение смещается параллелыю самому себе во входной плоскости. это свойство Фурье-голограммы, получаемой от транспората в фокальной плоскость~ линзы. 9.2.2. Голографическая элементная база С помощью методов голографии можно создать гоюграиикые отиические элементы, способные осуществлять различные преобразования волновых полей.
Их действие основано на явлениях дифракции н интерференции света. Обычно голографические оптические элементы получают на основе фотопластинок с последукзшей обраооткой. Различают отрилкателыгые и проаускоюкгие голографические элементьь 1 олограммюые линзы образуются при регистрации интерференционной картины от двух сферических волн на плоских или сферических поверхностях. Голографические и классические линзы одного знака обладают хроматической аберрацией противоположных знаков. Поэтому их комбинация может использоваться для ахроматизации оптических систем. Отражательные голограммные линзы могут одновременно выполнять функции светоделителя, светофильтра н формирователя изображений. Гологриимкые фильтры создаются за счет угловой и спектральной селективности трехмерных голограмм.
Сушествуют также голографические оптические элементы, выполняюшие функции лога ризоторов. С помошыо голографического коррелятори легко осуществляются операци ии по распознаванию образов. В основе метода распознавания образов и идентификации лежит следующее явление Если голограмму восстанавливать излучением зарегистрированного на ней объекта, то пр п оизойдет восстановление точечного опорного источника излучения.
Появление точки чки на им изэкране свидетельствует о том, что на голограмме находится илзенно тот ооъект, чьим лучениел~ освешается голограмма. 9.2.3. Голографические запоминающие устройства ~ии для В голографических зополшлиюигзст уе~иродетках 13У) используют методы голографии д алена записи, хранения и воспроизведения информации.
Информация может быть представя 9. Оптические методы обработки информации либо в двоичном коде (побитово), либо в виде изображения. Изображение может быть записано как плоское или объемное, амплитудное или фазовое, цветное или одноцветное. При голографической записи информации достигается высокая плотность записи (- 1О бизймм ), высокая ползехоустойчивость и надежность.
Классификация голографических ЗУ проводится по рялу независилзых признаков: по способу ввода информации (одноканальный или многоканальный ввод); (з по принципу ввода информации (поэлементный ввод или ввод с накоплением инфор- мации); (:) по способу записи (локальная запись на отдельном участке носителя или пространственно-распределенная запись, когда каждый элемент записывается по всей поверхности носителя, или объемная запись в объеме носителя); (.) по длительности хранения информации (долговременные, оперативные или промежу- точные); Р по способу обращения к памяти (выборка по адресу или ассоциативная выборка); по способу считывания (последовательное считывание или параллельное, одномоментное).
Рассмотрим одну из отечественных разработок голографической информационной системы, реализованной в 90-е годы в электронной промышленности. В основу этой информационно-поисковой системы был положен принцип согласованной фильтрации в сочетании с инвертированной организацией информационного массива, коорлинатной привязкой и параллельной обраооткой всего информацтюнного массива (рис. 9.5), Гологралзма в виде матрицы ! 00х100 элементов, представляющих собой массив кодированных поисковых образов документов, размещается в плоскости Рь В фекальной плоскости линз Л, и Л, в плоскости Р, размещается пластина с матрицей голограмм- фильтров дескрипторов.
Под дескриптором будем понимать лексическую елиницу, которая выражает основное смысловое содержание документов. В плоскости Р, поле сигналов взаимной корреляции дескрипторов и голограммы-фильтра дескриптора. б) а) Рие. вйв Голографическая информационно-поисковая система: а — схема согласованной фил~трации, б — выходная плоскость с сигналами При вводе запроса в систему голограммы-фильтры каждого дескриптора запроса последовательно УстанавливаютсЯ на оптической оси системы в плоскости Рз.
В выходной плоскости Р, с коорлинатной сеткой 100х100 элементов высвечиваются ячейки, координаты которых (номер с~роки и столбца) соотве~с~вует номеру локумента в массиве (рис. 9.5, б). Результаты поиска регистрируются на фотопленке. Их суммирование по всем Часть lП. Квантовая и оптическая электроника 604 дескрипторалг запроса происходит путем последовательной регистрации сигнала корр . ляпни на олин кадр. Суммарная экспозиция кажлой ячейки коордьщатной сетки зависит от числа совпавших дескршпоров данного документа. Уровень порога регистрации уст навливался изменением общего времени экспозиции. Это гюзаоляет не фиксировать сиг цалы маьой амплитуды. На следующем этапе каждая поисковая голографическая пластина комплектуется пласт„. най с матрицей 100х100 голограмм, на каждой из которых записаны поисковые данны~ одного документа и реферат объемоы ло 1000 знаков, При считывании рефератов ред вантных документов пластина с микроголограммами рефератов передвигается относи тельно восстанавливающего луча лазера в соответствии с координатамн сигнщьов, полу чеиными в результате поиска.
Восстановленные изображения текстовой информации ре. гистрируются на микрофильм. Голографический процессор реализован на гелий-неоновом лазере (ЛГ-52-1) 1 на длине волны 0,63 мкм по стандартной схеме восстановления голограмм (рис. 9.6). С помощью юстировочного зеркала лазерное излучение направляется на блок голограмм з под углом - 45 . Одновременно луч попадает на голограмму. восстанавливая изображение поисковой матрицы, соответствующее одному нз дескрипторов запроса. Световой пучок от голограммы делится зеркалом на лае час~и. Изображение поисковой матрицы проецируется одновременно на фотопленку и экран визуального контроля. С экрана считывается название дескриптора и его пюловой код, который записывается в поисковую матрицу на восстановленной голограмме.
Точная установка голограммы осуществляется координатным механизмом перемещения блока голограмлг и совмещается с изображением поисковой матрицы с контрольными метками на экране. Рис. 9.6. Оптическая схема голографического процессора. 1 — лазер, 2 — блок голограмм 3 — юстировочное зеркала, 4 — голограмма с координатным механизмом; 5 — делитель по потока б — фотокассета, 7 — экран визуального контроля, 9 — саетовод, 9 — фотоумножитель 10 — усилитель; 11 — индикатор, 12 — поляризатор; 13 — диафрагма; 14 — фотозатвор с блоком управления(151, гб — синхронный детектор; 17 — светофильтр 18 — источник света, 19 — вторая диафрагма, 20 — зеркала, 21 — экран 9.
Оптические методы обработки ингрормации 505 Яркость изображения на каждой голограмме контролируется световодом и фотоумножителем, сигнал с которого усиливается усилителем и индицируется на индикаторе. По максимальнол~у показателю индикатора выставляется максимум яркости восстановленного изображения при условии совпадения центра голограммы с осью луча лазера.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
