Некоторые соображения о цветной голографии

holos · Post by **holos** » Tue Dec 16, 2008 9:09 pm

Что-то я совсем запутался (нельзя, нельзя писать голограммы с утра до вечера – извилины начинают распрямляться). Пучок, освещающий объект, может быть деполяризованным (лучше всего, с круговой поляризацией), и это, действительно, хорошо. Но опорный пучок должен быть обязательно поляризован в плоскости падения, иначе заметных переотражений в фотопластинке не избежать. И как я ни крутил мысленно «бутерброд» из эмульсионного слоя и слоя красителей для схемы Денисюка, такой вариант никак не получался. Если слой красителей обращен к опорному пучку (эмульсионный слой за ним), то цветной фильтр работает, как требуется, но при этом на эмульсионный слой падает уже деполяризованный опорный пучок. Если слой красителей обращен к объекту, то пучки хорошо разделены по поляризации – опорный поляризован, а объектный деполяризован, но в этом случае цветной фильтр не работает для опорного пучка и никакого цветового разделения не произойдет. Как быть?

Sogokon'A · Post by **Sogokon'A** » Wed Dec 17, 2008 2:02 pm

Я сначала пытался все описать словами, но потом решил сделать рисунок.

: pic5.jpg (62.52 KiB) Viewed 3503 times

Допустим, что в точках А и В в отсутствие фильтра такое соотношение фаз, что в точке С наблюдается минимум, а в точке D – максимум. После того как мы вставим наш поляризационный пространственный модулятор в виде случайно расположенных зерен крахмала, никакой суперкомпьютер и, даже, господь Бог не скажет, что будет в этих точках. Другими словами, на простые и понятные условия образования регулярной интерференционной структуры накладываются локальные случайные, причем не малые, флуктуации. В результате интерференционная структура будет «побита» флуктуациями так, что заметить ее будет очень трудно. По крайней мере, я на это надеюсь.

Эксперименты с пространственной поляризационной модуляцией опорного пучка я проводил давно. Правда модуляция в тех экспериментах носила регулярный и «осмысленный» характер, типа линейного веера и проекции сферы Пуанкаре . Жаль, что не дошел до случайной, шумовой модуляции. Сейчас бы это пригодилось.

VladimirLM · Post by **VladimirLM** » Wed Dec 17, 2008 6:44 pm

Sogokon'A wrote: В результате интерференционная структура будет «побита» флуктуациями так, что заметить ее будет очень трудно. По крайней мере, я на это надеюсь.

По поводу пользы поляризации такие сображения.
1. Думаю, что картина полос в эмульсии от переотражений в пластине возникает в результате действия поверхностной волны в точках отражений происходящих внутри стекла (вроде считается что волна как бы выпирает из поверхности в точке внутреннего отражения, отчего световоды покрывают дополнительным слоем чтобы дать ей место вернуться обратно). Поскольку поляризация опорного пучка сохраняется в стекле до эмульсии, внутри фильтра и эмульсии уже она не имеет такого влияния. Так что со съемкой по Денисюку будет все в порядке.
2. В результате того что исходный пучок уже поляризован, считать его после прохождения крахмала хаотичным я бы не стал. Скорее те кристаллы оси которых не совпадают, будут хуже пропускать свет и просто станет темнее , особенно если слой кристаллов будет достаточно большим для того чтобы пучок прошел через них более одного раза. В любом случае точечно хаотическая поляризация это не то же что круговая. То есть объекты отражающие по разному поляризованный свет, будут однозначно темнее в целом чем при круговой поляризации пучка. Однако, возможно все же более светлыми чем при неблагоприятном расположении объекта к пучку без хаотизации. Мне кажется что такие объекты достаточно редки, мало кому придет в голову голографировать поляризационные пленки или кристаллы КТР. В общем, деполяризатор был бы эффективнее.
3. Если крахмал имеет кристаллическую природу, высока вероятность дифракционной картины в результате преломления опорного пучка двумя кристаллами и засорения этим изображения. Кроме того в результате отклонения света из-за преломления в кристаллах пучок превращается в поверхность точечных источников вроде матового стекла. Даже если этот эффект визуально не будет очень заметен, думаю что на голограмме появится сильная спекл картина. Это напрочь противоречит отновной пользе от деполяризации, целью применения которой обычно и ставят уменьшение спеклов от самых обычных объектов.
4. Деполяризация в пространстве однозначно снижает яркость интерференционной картины. При точечном несовпадении поляризации отраженного света и опорного пучка может вообще не появиться засветки. Еще один камень против.
5. В наблюдениях не замечал особой чувствительности готовых голограмм к поляризации подсветки, кроме может быть влияния на величину шумов. То есть если писать голограмму поляризованным светом то можно получать ее более идеальную управляя поляризацией подсветки. В хаотическом или круговом варианте поляризации такой возможности не будет.

Sogokon'A · Post by **Sogokon'A** » Thu Dec 18, 2008 1:42 pm

VladimirLM wrote: Скорее те кристаллы оси которых не совпадают, будут хуже пропускать свет и просто станет темнее , особенно если слой кристаллов будет достаточно большим для того чтобы пучок прошел через них более одного раза.

При прохождении поляризованного (и, вообще, любого) света через прозрачный анизотропный материал интенсивность не меняется. Меняется только состояние поляризации. Для того чтобы наш глаз смог увидеть эти изменения, нужно, во-первых, осветить объект излучением с известной нам (и управляемой нами) поляризацией, и, во-вторых, рассматривать через соответствующий поляризационный прибор.

Кто сказал, что анизотропные зерна должны располагаться в два или три этажа? Технологию монослойного нанесения братья Люмьер хорошо отработали. На моих снимках видны зоны перекрытия двух и более зерен и ничего катастрофического в этом нет. Поэтому зерна могут накладываться друг на друга, но не обязаны.

VladimirLM wrote:При точечном несовпадении поляризации отраженного света и опорного пучка может вообще не появиться засветки. Еще один камень против.

Отсутствие интерференции поляризованных пучков может иметь место только в одном случае: при сложении ортогональных компонент. Это могут быть ортогональные линейные, левая и правая круговая, левый и правый эллипсы с одинаковыми, но ортогональными полуосями. Во всех остальных случаях, которых на много больше, интерференция великолепно существует.

Вы, наверное, замечали, что голограммы металлических объектов получаются более яркие, чем диффузно рассеивающих керамических или гипсовых объектов. Это происходит потому, что металл очень мало изменяет поляризацию отраженного света. А вот при отражении от керамики происходит сильная деполяризация объектного пучка, и он не находит в опорном достойного партнера для интерференции, и вынужден предлагать только косинусную часть своей интенсивности.

VladimirLM wrote:5. В наблюдениях не замечал особой чувствительности готовых голограмм к поляризации подсветки, кроме может быть влияния на величину шумов. То есть если писать голограмму поляризованным светом то можно получать ее более идеальную управляя поляризацией подсветки. В хаотическом или круговом варианте поляризации такой возможности не будет.

Жаль, что Вы не знакомы с работами Куртца, Ломана, Какичашвили. Тот тип голограмм, с которым Вы работаете, не обязан чувствовать поляризацию восстанавливающего пучка. Для того чтобы это произошло нужно очень хорошо потрудиться.
Именно хаотическую модуляцию опорного пучка с помощью опалесцирующего стекла использовал Куртц (C.N.Rurtz, Appl. Phys. Letters V.14, №59, 1969). Ломан использовал два опорных пучка с линейно ортогональными состояниями поляризации(A.W.Lohmann, Apl. Opt. V4, 1667, 1965). А Какичашвили использовал регистрирующую среду, обладающую эффектом Вейгерта.
Непременным условием для восстановления поляризационной структуры, записанного голограммой поля, в методах Куртца и Ломана, является точное соблюдение фазовых соотношений в пучках. Для этого голограмма проявляется на месте экспонирования, и принимаются особые меры по стабилизации параметров оптической схемы и устранения усадки эмульсии.

Вообще говоря, то, что я предложил двумя постами выше, есть не что иное, как Денисюковский вариант схемы Куртца. Учитывая, что поляризационный модулятор и голограмма жестко связаны, а проблема усадки эмульсии хорошо отработана, можно с уверенностью полагать, что полученная таким образом голограмма будет поляризационно-чувствительна не только к объектному пучку, но и к восстанавливающему.

Таким образом, эксперименты с цветным мозаичным изотропным фильтром и с монохромным анизотропным, имеют примерно одинаковую научную и практическую ценность.

VladimirLM · Post by **VladimirLM** » Fri Dec 19, 2008 2:01 am

В общем, мое мнение именно и сводилось к тому что яркость голограмм при попытке управления поляризацией в большинстве случаев упадет, последний пост я понял именно как подтверждение моего мнения. Например, несмотря на то что в целом интенсивность проходящего через кристалл света может и не упасть, но распределение ее может измениться, а яркость точки голограммы после достижения определенного предела не возрастет зато может уменьшиться в точках минимума из-за чего опять же общая яркость снимка упадет. Что касается нечувствительности обычных голограмм Денисюка к поляризации восстанавливающего пучка, готов поспорить. Наблюдаемые мной снимки заметно менялись при вращении под лазером, особенно заметно если было произведено фиксирование - может наблюдаться сильная неравномерность поляризации кусками!

Sogokon'A · Post by **Sogokon'A** » Fri Dec 19, 2008 11:18 am

VladimirLM wrote: последний пост я понял именно как подтверждение моего мнения.

Подтвердить или опровергнуть Ваше мнение может только эксперимент. В этом его несокрушимая сила.

VladimirLM wrote: Что касается нечувствительности обычных голограмм Денисюка к поляризации восстанавливающего пучка, готов поспорить. Наблюдаемые мной снимки заметно менялись при вращении под лазером, особенно заметно если было произведено фиксирование - может наблюдаться сильная неравномерность поляризации кусками!

Прежде чем поспорить, проверьте, согласуются ли Ваши результаты с этими графиками. Если не согласуются, то пересмотрите статьи Какикашвили. Я этим вопросом не занимался, но помнится, промелькнула фраза о том, что на какие-то доли процента эффектом Вейгерта обладают и обычные фотоэмульсии. Может быть Вам удалось его усилить.

: 105_0522d.jpg (93.08 KiB) Viewed 3428 times

Игорь · Post by **Игорь** » Sat Jan 10, 2009 1:31 pm

holos wrote:Но опорный пучок должен быть обязательно поляризован в плоскости падения, иначе заметных переотражений в фотопластинке не избежать.

Вообще-то на фотопластинку можно напылить просветление...

holos · Post by **holos** » Sat Jan 10, 2009 1:48 pm

Можно, но тогда сколько она будет стоить, если уже сейчас "Микрон" берет 3300 руб. за один квадрат?

holos · Post by **holos** » Wed Jan 14, 2009 7:56 pm

По поводу поляризации пучка и ее влияния на голограмму есть некоторые соображения. Соображения можно найти в разделе "Публикации".

Gall · Post by **Gall** » Thu Jan 15, 2009 1:07 pm

holos wrote:Можно, но тогда сколько она будет стоить, если уже сейчас "Микрон" берет 3300 руб. за один квадрат?

Тогда напылить просветление на стекло и index match-ить его к пластинке. Не сработает?