2.1. Процесс получевия голограммы

Амплитуду и фазу рассеянной волны можно зарегистрировать фотографически, если к рассеянной волне, падающей на фотопластинку, добавить когерентный опорный пучок. Простейшая схема осуществления такой суперпозиции световых волн показана на рис. 3 и 9. Широкая плоская волна освещает одновременно предмет и плоское зеркало [11] или треугольную призму [16]. Излучение, рассеянное предметом, создает вблизи фотопластинки поле с амплитудой и фазой Призма, поворачивая пучок на малый угол создает там же поле с постоянной амплитудой и линейно меняющейся фазой где а —

Рис. 9. Схема получения голограммы (см. также рис. 2 и 3).

постоянная, определяемая углом 6 и длиной волны Я (при малых углах

Полная амплитуда поля на фотопластинке равна

Фотоэмульсия зарегистрирует интенсивность

Мы видим, что благодаря наличию опорного пучка удалось сохранить фазу рассеянной волны.

Фотографическая эмульсия регистрирует интенсивность света, возведенную в некоторую степень, определяемую коэффициентом контрастности у. Если работать на линейном участке характеристической кривой фотоэмульсии, то амплитудное пропускание ее пропорционально выражению

где у — коэффициент контрастности. При выводе мы предполагали, что интенсивность опорного пучка намного выше, чем интенсивность света, рассеянного предметом. Это позволяет сохранить в разложении бинома только члены первого порядка. Выражение (4) Габор [1, 2] назвал уравнением голограммы.

Следует отметить две особенности этого уравнения. Во-первых, коснемся роли коэффициента контрастности у. В отличие от требований, возникающих при осуществлении аналогичных процессов, ни точная величина у, ни ее знак не влияют на процесс получения голограммы. Например, если изготовить контрастный отпечаток с голограммы и этим изменить знак у на обратный, то это приведет к изменению фазы переменной составляющей пропускания на 180°. Небольшое изменение абсолютной величины коэффициента контрастности у приведет к усилению или ослаблению амплитуды этой переменной составляющей.

Вторая особенность затрагивает взаимосвязь амплитуды и фазы Легко заметить, что амплитуда и фаза рассеянной волны входят в уравнение голограммы естественным образом, т. е. как в третий член (4) и в четвертый. Недавно Кэйзи [32] и Пеннингтон [33] доказали, что распределение интенсивности света можно превратить в вариации толщины эмульсии, пропорциональные (при определенных условиях [34]) экспозиции, и путем фотохимического отбеливания получить рельефно-фазовую голограмму. В этом случае, если экспозиции не слишком велики, комплексная амплитуда пропускания голограммы имеет вид