Техника - молодёжи 1967-06, страница 41

3. ЗАГЛЯНЕМ В БУДУЩЕЕ

Недавно французское издательство «Ашетт» выпустило любопытную книгу «СССР в 2000 году». Имел ли ее автор в виду голографию, когда писал, что через тридцать лет Советский Союз будет опоясан единой системой трехмерного телевидения? Или же он прочел единственную в своем роде книгу по объемному телевидению (на основе линзовых систем) П. Шмакова? Французский писатель ярко живописует, как молодой советский биолог, находясь в Сибири, изучает по такому телевизору жизнь байкальских рыб. Трехмерное телевидение, мечтает автор, упразднит поездки на конференции и совещания — ведь эффект присутствия будет близок к 100% (если не учитывать осязание). Так или иначе, пусть сбудутся добрые мечты француза! Лазеры и голография вдохнули новую жизнь в идею стереовизора Шмакова. И теперь ученые, как никогда, уверены, что цель будет достигнута.

Попробуем на минуту стать героями книги издательства «Ашетт». «Путешествие в Страну Когерентности» — возможно, под таким заголовком в «Комсомольской правде» 2000 года будет опубликована беседа ее специального корреспондента с председателем Государственного комитета по голографии.

...Пропылившись два века на 'полках, сверкнув рубиновым лучом в лаборатории, пишет корреспондент, оптическая когерентность вошла сегодня в каждый дом, на каждое предприятие. Так же как радиотехника окружила нас ранее незнакомым миром радиоволн, так и лазерная голография распахнула перед людьми двери Страны Когерентности. Вот что рассказал вашему корреспонденту председатель нового Госкомитета: «Наше учреждение было создано для координации и унификации всех работ по голографии. Давайте вместе с вами, не выходя из кабинета, совершим путешествие по многочисленным организациям комитета и познакомимся с их деятельностью». Он нажимает одну из кнопок пульта, и противоположная стена будто раскалывается, открываясь в километровый коридор гигантского завода. На конвейерной ленте рядами сверкают корпуса собираемых головизоров. А вот и хозяин — начальник сборочного цеха. Он с ув

лечением рассказывает нам о работе предприятия.

Затем мы отправляемся на фабрику голоматериалов. Там, кроме специальных фотопленок, выпускают термопластики и фотохромные стекла, из которых делают экраны головизоров. Оттуда мы попадаем на студию голофиль->мов. Известный режиссер делится с .нами ■своей заветной мечтой—снять новый объемный вариант картины «Война и мир» е десяти сериях.

В одном из институтов комитета недавно создан «магический кристалл». Поворачивая небольшой фотохромный кристаллик и переключая лазер, можно смотреть объемный кинофильм.

Институт субатомной микроскопии разрабатывает топографические микроскопы. С их помощью можно наблюдать объемную структуру молекул. Голограммы заменили исключительно сложную рентгеновскую кристаллографию, сэкономили ученым тысячи часов, уходивших раньше на вычисления.

Сотрудники Института голоинтроско-пии занимаются необычной проблемой — видеть трехмерные предметы за любой перегородкой^ в любой среде. Директор института сообщил нам: «В природе нет материалов, не прозрачных ни для какого излучения. Самое главное — найти это проникающее излучение и изготовить с его помощью голограмму, независимо от того, будет ли это звук, видимый свет, инфракрасное или рентгеновское излучение. Потом не составит труда «вытрясти» из нее видимое трехмерное изображение с помощью обычного света. Используя звуковые «лазеры» и голограммы, мы сможем видеть под землей и под водой не хуже, чем в воздухе».

Любопытный сюрприз ожидал нас в Институте проблем распознавания образов. Надо сказать, у меня очень неразборчивый почерк. Поэтому, когда мне показали «оптического чтеца», я не вытерпел, написал несколько строк и сунул листок в прорезь. Короткий щелчок, вспышка лазера, и в окошке появилось мое произведение, красиво отпечатанное. Мне сказали, что эта машина—универсал. Она читает рукописный текст на любом языке мира и тут же дает перевод. Сердце машины — маленькая голограмма. На ней запи

саны сотни вариантов каждой буквы алфавита. Остается пропустить мимо голограммы освещенный текст, <и с другой ее стороны возникнут сигналы, «ударяющие» по нужным клавишам печатной машинки.

...На столе выстроились игрушечные пингвины, 'похожие друг на друга как две капли воды. В ответ на наш недоуменный вопрос сотрудник лаборатории попросил меня найти между ними разницу. Когда я сдался, ученый провел пингвинов мимо глазка машины. Та сразу ответила, что одна из игрушек короче на несколько микрон. Хотя эта голо-графическая установка .не сложнее кинопроектора, она тщательно отбрако-

С помощью голографии можно получить изображение даже несуществующего предмета. Сотрудник лаборатории УВМ Ломанн, исходя из математического описания формы одного выдуманного объекта, рассчитал на вычислительной машине распределение интенсивностей, которое должно получиться на интерференционной картине голограммы. Затем он последовательно освещал мельчайшие участки фотопластинки с рассчитанной выдержкой. Рассматривая полученную голограмму в лучах лазера, Ломанн получил изображение несуществующего объекта.

вывает изделия любой формы. Другой ее вариант остряки назвали «Сезам» и установили у входа в лабораторию. Машина узнает и услужливо открывает дверь лишь своим сотрудникам.

Заканчивается наше путешествие в Институте проблем голотехники, который успешно решает задачу замены сложных линзовых систем легкими недорогими 'голограммами. Каких только лабораторий здесь нет! Голография применяется для наладки музыкальных инструментов, для исследования прочности архитектурных сооружений, для измерения напряжения и деформации, вибрации металлических конструкций, для изучения электромагнитных полей и для многих других целей.

Мы попытались заглянуть в не столь отдаленное будущее. Пока еще получение голограмм — дело сложное и трудоемкое. Сейчас они кажутся нам чудом. Но ведь сто лет назад и дагерротип считался чудом века.

И. НАЛИМОВ, инженер

На вкладке слева вверху показаны оптические явления, лежащие в основе голографии — нового метода фотографирования.

На поверхность пластинки под разными углами падают два потока когерентного света (рис. 1). Вследствие интерференции на ее поверхности появляются светлые и темные полосы, расстояние между которыми зависит от угла между потоками. Когда же когерентный свет падает на узкие щели, он дифрагирует (рис. 2). При этом каждая щель ведет себя нак линейныи излучатель: свет за ней распространяется дальше в виде цилиндрической волны. Касательная всех первых цилиндрических волн образует волновой фронт нулевого порядка, представляющий собой ослабленное продолжение когерентного света в прямом направлении. Общая касательная от второй волны соседней щели до первой волны центральной щели образует волновой фронт первого («I») порядка в наклонном направлении. Такой же наклонный фронт «I» образуется симметрично в другую сторону.

Как же применяют эти принципы интерференции и дифракции в голографии? Объект (например, шахматные фигуры) освещается потоком когерентного света от лазера. Свет, отраженный от объекта без какой-либо оптики, падает на фотопластинку. Часть потока когерентного света (эталонный) отражается зеркалом и танже направ

ляется на фотопластинку. Так как свет, отраженный от предмета, отличается от эталонного по амплитуде и по фазе, возникает интерференция. После экспонирования фотопластинки — голограммы — на ней возникает серый фон с разными волнами. Наблюдая их под микроскопом, можно увидеть нежный и сложный растр черточек. Это и есть дифракционная решетка. Таким образом, голограмма — это шифрованная, кодированная запись интерференции эталонного света и света, отраженного от объекта.

Теперь осветим голограмму лучом лазера. При прохождении луча через сложный узор дифракционной решетки голограммы происходит обратный процесс. Возникают такие же волновые фронты, какие были в пространстве перед фотопластинкой, когда интерферировал эталонный свет со светом, отраженным от объекта.

В одном направлении волнового фронта первого порядка наблюдается мнимое изображение предмета, а другом — изображение можно сфотографировать без объектива.

При этой схеме голографирования, которая была изобретена Лейтом и Упатниексом, возникает одноцветное изображение. Год назад ученые добились нового успеха — получили голограмму многоцветного изображения с помощью двух лазерных лучей: красного и зеленовато-голубого. Разглядывать такую голограмму можно и при обычном дневном освещении.

36