Схема установки, используемой для получения голограмм большого размера (до 1–2 м2) по методу Денисюка, приведена на рис. 51.
Рис. 51.Установка для записи голограмм по методу Ю. Н. Денисюка
Луч света от лазера 1 с помощью зеркала 2 и расширяющего пучок объектива 3 освещает фотопластинку 4 и расположенный за ней предмет 5. Падающий на пластинку свет является опорным пучком, а рассеянный предметом — объектным.
Обычно схему собирают на каменных или металлических плитах 6 с пневматическими амортизаторами 7 и на массивном основании 8 (для создания нечувствительности к вибрациям, оказывающим в этой схеме губительное действие на качество голограммы).
Изображение восстанавливают в свете, длина волны которого совпадает с излучением лазера, создающего опорную волну.
МОЖНО ЛИ С ПОМОЩЬЮ ГОЛОГРАММ ПОЛУЧАТЬ ЦВЕТНЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ?
Если голограмму освещать последовательно различными волнами видимого диапазона волн, то наблюдаемые изображения каждый раз будут окрашены в разные цвета.
Цветное изображение предмета можно получить, если при изготовлении голограммы использовать три монохроматических лазера, соответствующих разным длинам волн (например, красным, желтым и синим). В этом случае запись может производиться на обычную эмульсию, а при считывании цветного изображения предмета освещение голограммы (по внешнему виду не отличающейся от черно-белой) должно производиться тремя опорными волнами, соответствующими указанным цветам лазеров.
Пока, правда, в изобразительной голографии, предпочтение все же отдается нелазерным источникам света, так как здесь имеется в виду не только доступность и низкая стоимость таких источников (что в общем-то немаловажно), но и то, что в этом случае не наблюдается эффект зернистости изображения, присущий лазерному излучению.
МОЖНО ЛИ С ПОМОЩЬЮ ГОЛОГРАММ ПОЛУЧИТЬ ДВИЖУЩЕЕСЯ ИЗОБРАЖЕНИЕ — КИНО?
Перспективным направлением в развитии голографии является не только получение с помощью объемных голограмм многоцветных изображений, но и создание истинно объемного кино (пока для систем индивидуального пользования, самолетных тренажеров для слепой посадки и т. п.).
Первая экспериментальная демонстрация систем голографического кинематографа была в СССР осуществлена в 1976 г.
На экране размером 0,6х0,8 м демонстрировался в течение 2 мин фильм, записанный на пленке шириной 70 мм.
Возможно, не в таком уж далеком будущем будут созданы ателье, где можно будет заказать объемный цветной и высокохудожественный свой портрет.
Важность применения лазеров в голографии определяется тем, что голограммы в принципе обеспечивают возможность создания систем памяти с огромной плотностью информации в единичном объеме.
РАССКАЖИТЕ О ДРУГИХ ПРИМЕНЕНИЯХ ЛАЗЕРОВ.
Очень перспективно применение лазеров для решения радиотехнических задач — в системах связи, локации и т. д. Широко используют лазеры в системах межспутниковой связи. Замена земных ретрансляторов на лазерные, развитие лазерной локации Луны и планет — непременное условие современных земных и космических проблем.
Возможность получать с помощью лазеров световые пучки мощностью до 106—1010 МВт/см2 при фокусировке излучения в пятно диаметром ~ 10—100 мкм (0,01–10 мм) делает лазер мощным средством обработки оптически непрозрачных материалов, недоступных для обработки обычными методами.
ЛАЗЕР МОЖЕТ ОБРАБАТЫВАТЬ МАТЕРИАЛЫ?
В современном промышленном производстве лазер-труженик успешно сверлит и режет металлы, сверлит отверстия в алмазах с точностью до 0,01 %, сваривает металлы, осуществляет их плавление (без существенного испарения), выполняет много других работ, требующих большой точности (например, операции при изготовлении пленочных микросхем).
А ВЕДЬ ЛАЗЕР ЕЩЕ И ЛЕКАРЬ?
Существенно новые возможности открыл лазер в медицине.
Остросфокусированный луч лазера является идеальным скальпелем и одновременно прекращает кровотечение. Уже сделаны десятки тысяч операций внутренних органов, глаза; лазер лечит болезни, ранее не поддававшиеся лечению.
Замечательные свойства лазерного луча позволяют создавать не только промышленные или медицинские приборы, но и высококачественные образцы культурно-бытового назначения. Так, наша промышленность в 1987 г. впервые предложила лазерный видеопроигрыватель «Русь-501 Видео», воспроизводящий цветное телеизображение с тонкого оптического диска.
КАКИЕ НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОЯВИЛИСЬ В ПОСЛЕДНЕЕ ВРЕМЯ В РАЗВИТИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ НЕЛИНЕЙНОЙ ОПТИКИ?
Развитие нелинейной оптики привело к созданию целого класса новых нелинейных кристаллов, меняющих свои свойства в электрическом поле лазерного луча. На их основе были созданы устройства, эффективно преобразующие проходящий через них лазерный свет в когерентное излучение другой частоты — генераторы световых гармоник и так называемые параметрические генераторы с плавной перестройкой частоты.
Большого применения достигли приборы (одно из направлений нелинейной оптики), в которых инфракрасное излучение преобразуется в видимый диапазон света. Это так называемые электронно-оптические преобразователи (ЭОП).
В ЧЕМ ЗАКЛЮЧАЕТСЯ ПРИНЦИП РАБОТЫ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ?
Инфракрасное излучение от объекта (световое изображение), попадая на фотокатод ЭОП, преобразуется в электронное, а затем с помощью люминесцирующего экрана преобразуется в световое, но уже в видимой части спектра.
ЭОП обладает двумя очень ценными свойствами, благодаря которым его широко применяют в мореплавании, авиации, в военном деле, астрономии и других областях.
Во-первых, ЭОП чувствителен к более широкому участку спектра, чем глаз человека. Во-вторых, ЭОП может работать как усилитель яркости, что позволяет вести наблюдения при естественном ночном освещении (примерно 1∙10-4 лк) без искусственной подсветки.
Электронно-оптический усилитель обеспечивает повышение яркости более чем в 100 раз, тогда как такое усиление яркости обычными средствами невозможно.
НАВЕРНОЕ, ЭТО СВОЙСТВО ЭОП ПОЛЕЗНО И В АСТРОНОМИИ?
Схема инфракрасного телескопа приведена на рис. 52.
Объектив О создает изображение рассматриваемого предмета на чувствительном для невидимых глазом лучей катоде К электронного преобразователя Э. Фотокатод работает на просвет, для чего его фоточувствительный слой достаточно тонок. Воздух из колбы удален, и фотоэлектроны движутся в ней практически без столкновений.
Электронное изображение S превращается в видимое на флуоресцирующем экране и рассматривается в окуляр Ок.
Для получения электронного изображения применяют электрические и магнитные электронные линзы, т. е. осуществляют, как говорят, электрическую или магнитную фокусировку. Интересно отметить, что еще в 1951 г. советскими учеными с помощью ЭОП было сфотографировано ядро Галактики, закрытое от прямых визуальных наблюдений мощными пылевыми облаками.
Рис. 52.Инфракрасный телескоп
НУ, И КОНЕЧНО, БЕЗ ЭОП НЕ БЫЛО БЫ ПРИБОРОВ НОЧНОГО ВИДЕНИЯ?
Приборы ночного видения (рис. 53) состоят из трех основных частей: инфракрасного телескопа с электронно-оптическим преобразователем 3, шлема-каски 2 и блока питания 1.
В некоторых случаях, когда собственного естественного инфракрасного излучения рассматриваемых объектов недостаточно, осуществляется их подсветка инфракрасными прожекторами.
Рис. 53. Общий вид прибора ночного видения:
1 — блок питания, 2 — шлем-каска, 3 — перископические телескопы с электронно-оптическим и преобразователями
ДА, КНИГА АЛЕКСЕЯ ТОЛСТОГО ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ОКАЗАЛАСЬ ПРОРОЧЕСКОЙ
Как видно из рассмотренного нами материала, жизнь всегда оказывается сложнее и многообразнее, чем предсказания фантастов; она намного богаче и гуманней тех задач, которые пытался решить инженер Гарин с помощью гиперболоида, и это мы видим по многочисленным мирным применениям лазерного луча.
К сожалению, лазер-разрушитель — это тоже реальность. Лазерное оружие не только создано, его готовят к применению в космосе. Таковы реалии времени, в котором мы живем: человечество тратит огромные средства на то, чтобы иметь возможность уничтожать само себя. Хочется верить, что новое политическое мышление, предложенное нашей страной, найдет сторонников во всем мире и огромные средства, которые пока еще тратятся на конфронтацию и вооружения, найдут другие, гуманные применения. Человечество от этого только выиграет.
15. Холодный свет
Лампы дневного света! Они так прочно вошли в нашу жизнь, что мы их просто не замечаем. А ведь применяют их не так уж давно (какие-то 40–50 лет они были редкостью), а до этого люди мало что знали о принципах и физических основах «холодного» свечения веществ.
С древнейших времен люди наблюдали, что различные жучки-светлячки, мелкие морские животные, насекомые, рыбы, моллюски, гниющее дерево излучают свет без огня; свет, который «светит, но не греет». Автор всем известной сказки «Конек-Горбунок» русский поэт П. П. Ершов использовал эти наблюдения крестьян за естественным природным свечением.
Вот как он описывает волшебное перо Жар-птицы, которое светит необыкновенным светом: «Чудный свет кругом струится, но не греет, не дымится… Шапок с пять найдется свету, а тепла и дыма нету; эко чудо-огонек!».
С холодным свечением тел мы встречаемся и в других случаях. Существуют газы, жидкости и твердые кристаллические вещества, которые светятся «холодным» светом после того, как они побывают на свету.
НО ВЕДЬ УЧЕНЫЕ УЖЕ ДАВНО ЗАИНТЕРЕСОВАЛИСЬ ЭТИМ ЯВЛЕНИЕМ?
В науке «холодное» свечение принято, как известно, называть