10.3.10. Цветная голография

Для получения удовлетворительного качества цветной голографии необходимо еще решить ряд проблем. Сама природа голографического хранения путем формирования сложной дифракционной картины на фотографической эмульсии приводит к тому, что при данном шаге интерференционных полос свет с различными длинами волн не будет дифрагировать под одними и теми же углами. Многоцветная голограмма, записанная при помощи лазерного света с тремя разными длинами волн, представляет собой три независимые монохроматические голограммы, наложенные друг на друга на одной пластинке. Ширина голографических полос и точность угла опорного пучка при восстановлении связаны соотношением

где (мрад) — изменение угла, при котором полностью подавляется восстановление, ширина полос в микрометрах, пространственная частота, измеряемая в линиях на миллиметр.

Исходя из этого соотношения, можно сделать вывод, что возможна запись трех голограмм, такая, что они восстанавливаются каждая в своем цвете. Именно использование широких голографических полос позволяет восстанавливать многоцветные голограммы без паразитных изображений, которые появляются в случае восстановления одним опорным пучком нескольких независимо записанных изображений. Разумеется, в будущем будет интенсивно вестись разработка доступной цветной трехмерной голографии, которая смогла бы удовлетворить нашим требованиям.

В частности, Кейс (Политехнический институт Вирджиния) предлагает новый вариант цветной голографии. Он предположил, что цветные голограммы можно изготавливать, используя лазер с генерацией на одной линии, если восстанавливать их на отражение, поскольку отражательная голография селективна к цвету при восстановлении. При изменении угла опорного пучка будет меняться шаг полос, что вызовет дисперсию восстанавливающего белого света при отражении, и голограмма будет восстанавливаться в цвете. Таким образом, можно последовательно записать две голограммы при разных углах опорного пучка, а затем при восстановлении получить изображение в двух цветах. Однако для

успешного применения этого метода необходимо решить ряд проблем, поскольку приходится менять шаг полос без изменения их ориентации. При восстановлении светом с разными длинами волн возникает проблема, связанная с тем, что разные длины волн усиливаются по-разному. Цветное изображение может искажаться, если монохроматический источник при записи передает несколько градаций яркости объекта для обеих длин волн восстанавливающего света. Однако предлагаемый метод обладает уникальными возможностями, которые могут оказаться весьма полезными для получения копий с произведений искусства, если достижение полной реальности не является единственной целью.

В схеме, разработанной недавно фирмой «Hitachi Ltd» (Япония), для получения полной цветной стереограммы используется проецирование изображений с голограмм [11]. При разработке системы был принят ряд мер, чтобы свести к минимуму влияние спеклов и получать восстановленное изображение с высокой точностью соответствия полутонов объекту. На каждом кадре фильма исходный объект записывается под разными углами на 11 цветных транспарантах через 40°. Затем на полосе голографической пленки с помощью трех отдельных лазерных пучков (синего, зеленого и красного) изготавливаются голограммы Фурье.

Рис. 6. Получение проекции составной цветной голографической стереограммы.

Цветные изображения на каждом транспаранте записаны независимо и на голографической пленке разделены по вертикали. Голограммы записаны через нерегулярный фазовый фильтр, причем выборка устраняет вертикальный параллакс, сводит к минимуму спеклы и выбирает необходимую пространственную частоту для записи голограммы. Тридцать три голограммы (по очиннадцатн для каждого цвета) проецируются лазерными пучками разного цвета на линзовый экран, укрепленный на рассеивающей поверхности (рис. 6). Линзы

экрана расположены вертикально, образуя одномерную систему, чувствительную к направлению, так что при рассматривании экрана с определенного места перед ним возникает иллюзия трехмерного изображения. Экран достаточно велик, чтобы в том месте, откуда наблюдаются изображения в перспективе, могли бы разместиться несколько зрителей. Данный метод имеет определенные преимущества перед мультиплексными стереограммами, поскольку он позволяет наблюдать настоящие цветные изображения, записывать информацию на 35-мм фотопленке и не требует просмотра более широкоформатной пленки.