Г. Схемы топографической записи и восстановления волнового фронта.
О том, что представляет собой голограмма и как она получается в результате интерференции когерентных предметной волны и опорной волны, было сказано в разделе А. В дополнение к этому опишем схему записи и схему восстановления волнового фронта, которые показаны соответственно в левой и в правой части рис. 5.5,г. Запись производится следующим образом. Объект 1, голограмма которого должна быть получена, освещается, как показано на рисунке. Информацию об объекте несут амплитуда и фаза рассеянной объектом 1 предметной волны, падающей на плоскость регистрации. Голограмма 2 получается в результате интерференции в этой плоскости предметной волны и опорной волны, формируемой когерентным источником освещения (обычно это лазер). На рассматриваемом рисунке показано, что опорная волна направляется к плоскости регистрации зеркалом 3.
Восстановление изображения, иллюстрируемое приведенной в правой части рис. 5.5,г схемой, производится в отсутствие предмета с помощью голограммы 2. Голограмму освещают восстанавливающей волной. При этом получаются два изображения объекта. Одно из них — изображение 4, называемое мнимым, можно увидеть за плоскостью голограммы (на рисунке показан глаз 5 наблюдателя, фотопластинка с голограммой прозрачна для света). Вторым изображением, которое называют действительным, является изображение 6, отображаемое на экране.
При восстановлении волнового фронта получается исходное пространственное изображение объекта. Этим голография отличается от фотографии, позволяющей получать лишь плоские изображения. Можно полностью восстановить действительное и мнимое изображения объекта, просвечивая лишь часть голограммы, причем только несколько ухудшается изображение.
Голография была изобретена в 1948 г. английским ученым Д.А. Табором [169]. Однако она получила практическое применение значительно позже.
Большое значение имело создание в СССР в 1962 г. Ю.Н. Денисюком принципиально нового метода голографии [42]. По схеме Ю.Н. Денисюка объект наблюдения освещается светом лазера, проходящим через имеющую относительно большую толщину фотоэмульсионного слоя фотопластинку. В ней отражается от объекта волновое поле, несущее информацию о распределении при отражении света объектом амплитуд и фаз. Оно
интерферирует с опорным пучком света, излучаемым лазером. Толстослойная эмульсия имеет, в отличие от упоминавшихся ранее практически плоских голограмм, трехмерную структуру. При освещении такой голограммы пучком белого света в отраженном от нее свете наблюдается изображение исходного объекта. По голограммам, зафиксированным в толстослойных эмульсиях, получают и цветные изображения объектов. Для этого образуют в слое фотоэмульсии три системы стоячих волн, используя лазерное излучение трех различных спектральных линий.
В последнее время разработаны голограммы с толстослойными эмульсиями, допускающими запись на глубину нескольких миллиметров [43]. Первоначально производилась запись изображений при весьма тонких (порядка 10 мкм) светочувствительных средах. Трехмерная голограмма, представляющая собой фотографическую модель стоячей волны, обладает рядом практически важных особенностей. Изучение их дало основание предположить, что отображающие свойства присущи и пространственной динамической модели бегущей волны интенсивности, которая получается при интерференции волн с различными частотами [44, 45]. Обнаружен Ю.Н. Денисюком необычный эффект: такая голограмма как бы проявляет способность предсказывать положение движущегося объекта в будущем. Им сделаны следующие заключения: "Распространение представлений об отображающих свойствах трехмерной голограммы на случай бегущих волн интенсивности, сформированных волновыми полями, частоты которых различны, расширяет возможности применения методов голографии... Эффект учета скорости движения объекта волной интересен как пример проявления принципа относительности в голографии".
С помощью объемных спектральных голограмм оказывается возможным регистрировать, восстанавливать и преобразовывать короткие световые импульсы (временное разрешение пространственно-временных преобразований, равное длительности импульса, составляет порядка 
Это направление, получившее название импульсной фурье-оптики, описано в работах [73, 74]. Оно представляет интерес в связи с перспективами создания сверхбыстродействующих систем оптической связи.
