Media-security

ЛУЧЕВАЯ ГОЛОГРЛФИЯ

Н.А.Валюс

Аналогом голографического изображения, получаемого в когерентном свете, является интегральная фотография, регистрируемая в некогерентном свете.

Интегральная фотография так же, как голография, характеризуется "полной записью" об объекте, его объемности, его относительном положении в пространстве. По части интегральной фотографии, по ее кусочку, можно воссоздать такую же картину, как и по целой фотографии.

Изображение интегральной фотографии может быть названо лучевой голографией, поскольку при использовании некогерентного света регистрируются лишь амплитуды, а не фазы волны, и описание процесса укладывается в рамки геометрической (лучевой) оптики.

Принцип интегральной фотографии был предложен в начале нынешнего века Г.Липпманом, более известным по его идее интерференционной фотографии, явившейся прообразом современной отражательной голограммы, обоснованной и разработанной Ю.Н.Денисюком.

Свой метод Г.Липпман /1/ назвал интегральной фотографией потому, что получаемое объемное изображение синтезируется из отображений огромного количества маленьких микроскопических изображений объекта, фотографируемых линзово-растровой фотопластинкой, и, можно сказать, восстанавливаемый волновой фронт интегрируется из множества элементарных пучков, отображаемых этими изображениями.

Процесс фотографирования пространственного изображения на линзово-растровую пластинку изображен схематично на рис.1. Одна поверхность линзово-растровой пластинки R имеет рифление в виде маленьких, соприкасающихся друг с другом линзочек, а другая поверхность покрыта светочувствительным слоем, на который сфокусированы линзочки. Предмет АВ, находящийся перед линзовой стороной пластинки, экспонируется на светочувствительный слой линзоч-

Рис.1.

ками в виде множества микроскопических изображений а₁в₁; а₂в₂; a₃в₃;...

Фотографирование на такую пластинку может производиться без применения объектива.

Процесс получения интегральной фотографии - двухступенный. Поэтому после того, как пластинка R отэкспонирована, проявлена и отфиксирована, ее помещают против другой, точно такой же пластинки Р, обращая пластинки линзовыми элементами друг к другу (рис.2), и освещают сзади рассеянным светом. Происходит копирование обращенного позитива, т.е. элементарные изображения а₁в₁; а₂в₂... оборачиваются в изображения а₁'в₁'; а₂'в₂'...

Вторая пластинка представляет собой позитив, который восстанавливает обращенный ход лучей от объекта (восстанавливается дискретизированный волновой фронт от точек объекта). Освещая эту пластинку р со стороны эмульсии, и рассматривая со стороны линз (рис.3), можно увидеть объемное изображение снятого предмета А'В'.

Объемное изображение предмета воссоздается волновыми фронтами по направлениям лучей от каждого элементарного изображения. Поэтому видимое изображение является мнимым и лежит на впол-

Рис.2.

Рис.3.

не определенном расстоянии за пластинкой.

При рассматривании интегральной фотографии сбоку можно увидеть боковой вид предмета. При приближении панорама видимой картины расширяется, меняется перспектива и угловая величина предметов.

Осуществляемая в некогерентном свете интегральная фотография допускает съемку натурных пространственных объектов неограниченных размеров на произвольных расстояниях, позволяет получать цветные изображения.

Известны различные модификации интегральной фотографии /2/. Так, например, съемкой интегральной фотографии через объектив (или линзу) большого диаметра имеется возможность за счет сужения апертуры системы увеличить пространственное разрешение получаемого изображения. Возможно получение синтезированной интегральной фотографии, когда натурный объект фотографируется на множество кадров с различных ракурсов, а затем с этих же ракурсов осуществляется проекционная печать этих кадров на линзово-растровую пластинку, как это представлено на рис.4. Интересные результаты дает перевод сфокусированной интегральной фотографии когерентным излучением в отражательную голограмму с измененным пространственным масштабом изображения.

Рис.4

Практический интерес представляют системы квазиинтегральной фотографии, так называемые автостереоскопические изображения, которые находят применение в виде рекламных объемных изображений и в качестве массовой стереоскопической изопродукции.

Принципы лучевой голографии, осуществляемой с помощью растровых оптических систем, позволяют решать многие задачи, не доступные для реализации традиционными классическими средствами.

Известны растровые интегральные стереоэкраны, растровые объективы и окуляры. Растровые оптические системы обеспечивают фиксацию не только пространственных ракурсов объекта, но и его временных ракурсов. Наиболее высокие скорости киносъемки достигнуты с помощью растровых съемочных камер. Растровые оптические системы перспективны в компьютерной технике в качестве ЗУ, в качестве процессоров, управляемых транспарантов и т.п. /3/.

Наконец, следует указать еще на аналогию растровых систем с голографическими в области интерферометрии. По существу, явление муара представляет собой интерференцию пространственных частот растровых решеток, что и используется в измерительной технике.

Л и т е р а т у р а

1. G.Lippman. Journ. d.Physique, 821, 1908.

2. Н.А.Валюс. Растровая оптика, М.-Л., ГИТТЛ, 1949.

3. Н.А.Валюс. Матричный тип оптико-электронных вычислительных машин, "Радиоэлектроника оптич.диапазона", М. , ВЗМИ, 1970.