Типы голограмм
Голограммы Френеля. В этом случае опорная волна имеет плоский фронт, а расстояние до объекта съемки достаточно мало (так что на голограмме размещается несколько зон Френеля от каждой точки объекта).
Эта схема исследована раньше других. Особенности этой схемы съемки становятся ясными, если в качестве объекта съемки использовать светящуюся точку. Голограмма в этом случае представляет собой часть зонной пластинки Френеля, то есть систему концентрических светлых и темных колец, причем расстояние между кольцами на голограмме наибольшее со стороны объекта (см.рис.1) и наибольшее на противоположной стороне.
рис.1. Схема записи голограммы Френеля
рис.2. Голограмма Френеля точечного объекта
Точечный объект отображается в виде сигнала с переменной пространственной частотой. Пространственная частота интерференционной картины определяется углом Θ между направлениями распространения опорного сигнального лучей, а также длиной волны света:
Поскольку коэффициент передачи контраста фотоэмульсии падает с ростом пространственной частоты, то эффективная площадь голограммы, принимающая участие в восстановлении изображения, оказывается меньше ее геометрической площади. Это приводит к уменьшению яркости изображения.
Для того, чтобы голограммы, снятые в рассмотренной схеме, давали хорошее изображение, необходимо, чтобы разрешающая способность эмульсии была выше самой высокой пространственной частоты, которую необходимо записать на голограмму.
Снижение контраста записанной интерференционной картины с ростом пространственной частоты, приводит и к другому эффекту: ограничению разрешающей способности в восстановленном изображении.
Разрешающая способность изображений, восстановленных с голограмм Френеля, определяется разрешающей способностью фотоэмульсий. Стремление смягчить требования к разрешению фотоэмульсий привело к появлению голографии Фурье.
Голограммы Фурье. В этой схеме (рис.3) объект съемки и точечный источник опорной волны располагаются в фокальной плоскости линзы. Фотопластинка, на которую записывается голограмма, находится за линзой. Сферический фронт, исходящий из любой точки фокальной плоскости, линза превращает в плоскую волну, направление распространения которой определяется положением этой точки. Голограмма точечного объекта в этом случае представляет собой систему параллельных интерференционных полос с равным расстоянием между ними (рис.4)
рис.3. Схема записи голограммы Фурье рис.4. Голограмма Фурье точечного объекта
Пространственная частота полос наименьшая для точек объекта, близких к источнику опорного луча, возрастает для точек, удаленных от источника опорной волны. Вследствие этого, в восстановленном изображении наиболее яркими оказываются участки, близкие к источнику опорной волны; по мере увеличения расстояния до источника опорной волны яркость изображения падает.
Вследствие того, что пространственная частота для каждой точки объекта неизменна по всей голограмме, голограмма Фурье позволяет получить высокое разрешение в восстановленном изображении даже при не очень высокой разрешающей способности фотоэмульсии. Разрешающая способность эмульсии в случае голографии Фурье накладывает ограничения на угловые размеры объектов съемки.
Так как с точки зрения расположенной в плоскости голограммы в этой схеме и объект съемки, и источник опорного луча бесконечно удалены, такой метод съемки часто называют голографией Фраунгофера.
Необходимо отметить, что в процессе теоретических и экспериментальных исследований в области голографии было разработано большое количество схем, предназначенных для съемки различных объектов.