В. Ткаченко

Голография

     Ранее мы рассказали о самодельном лазере и опытах с ним. Теперь предлагаем вам попробовать свои силы в голографии.

     Голография — метод фиксирования и воспроизведения объемного изображения с помощью лазера. Но прежде чем приступать к получению голограмм, нужно несколько переоборудовать лазер, чтобы он испускал непрерывный луч. На триггер намотайте 8 — 10 витков провода диаметром 0,3 мм в лаковой изоляции. Дополните схему лазера трансформатором, конденсатором и выключателем (рис. 1). Первичная обмотка трансформатора содержит 40 витков провода ПЭЛ 0,3, вторичная — 800 витков ПЭЛ 0,1.
     Не забудьте оставить заземление.
     Включите основную схему и откачайте из триггера воздух, но с таким расчетом, чтобы давление в нем превышало давление пробоя приблизительно на 10 мм ртутного столба. Закройте герметично кран, через который откачивается воздух. Теперь включите дополнительную схему. Как только на обмотку триггерной лампы будет подано высокое напряжение, произойдет вспышка, так как воздух в лампе сильнее ионизируется и пробой произойдет при более высоком давлении воздуха. Частота лучеиспускания составит около 25 вспышек в секунду, а этого достаточно, чтобы ваш глаз воспринимал луч лазера как непрерывный.
     Обратите внимание: дополнительная схема вводится в действие при отключении тумблера.
Рис. 2      Луч лазера должен быть монохроматическим — иметь строго определенную длину волны. Для этого необходимо заменить непрозрачное зеркало лазера дифракционной решеткой — она разлагает свет на составные цвета. В нашем случае дифракционная решетка будет служить фильтром, который возвратит в усилительную трубку только основную длину световой волны, а остальные отсеет. (Дифракционную решетку раньше можно было заказать наложенным платежом в "Учколлекторе", сегодня же раздобыть ее может быть проблематично.) Она представляет собой пленку с нанесенными на ней линиями (100 линий на 1 мм). Осторожно наклейте ее на небольшую (1x1 см) стеклянную пластинку так, чтобы линии на пленке были с наружной стороны.
     Пластинка крепится в держателе, конструкция которого показана на рис. 2. Поворот держателя в горизонтальной плоскости осуществляется червячной парой: шестеренкой от старого будильника и винтом с аккуратно напаянной проволокой. Закрепляется система горизонтального поворота на основании небольшим винтом, причем затягивать его надо с таким расчетом, чтобы можно было поворачивать систему легким усилием отвертки на червяк. Поворот в вертикальной плоскости производится упорным винтом.
     Линии на дифракционной решетке должны быть строго параллельны горизонтальной плоскости и перпендикулярны усилительной трубке. А сама решетка устанавливается под некоторым углом к трубке.
     Как определить этот угол? На пути лазерного луча установите призму (рис. 3). Она разложит свет луча на несколько оттенков — скажем, желтый, желто-зеленый, зеленый. Медленно меняйте угол установки дифракционной решетки, пока не получите только один оттенок — наиболее интенсивный. Теперь луч лазера монохроматичен, и можно приступать к голографии.

Рис. 3 Рис. 3

Рис. 4 Рис. 4

     Оптическая система голографии показана на рис. 4. Луч попадает на толстое стекло и расщепляется: основной идет в прежнем направлении, проходит через линзу, отражается от объекта съемки и падает на фотопластинку. Отклоненный луч — так называемый эталонный — отражается от зеркала, проходит через линзу, отражается от другого зеркала и тоже падает на фотопластинку, Расщепитель отражает свет обеими своими поверхностями образуя два эталонных луча Один из них нужно перегородить непрозрачным предметом. Как это сделать показано на рис. 5. Лазер должен находиться примерно в метре от расщепителя.
     При установке и налаживании системы вместо пластинки пользуйтесь куском белого картона такого же размера. Когда на картон направлено два луча — отраженный объектом и эталонный — необходимо сделать так, чтобы свет от эталонного луча был в 2 — 3 раза сильнее, чем отраженный объектом. Это достигается незначительным перемещением линз. Кроме того, путь света от расщепителя через зеркала к фотопластинке должен быть примерно равным пути прямого луча от расщепителя до объекта и обратно к фотопластинке.
     Большую роль играет разрешающая способность эмульсии фотопластинки. Чем выше разрешающая способность, тем лучше. Можно пользоваться пластинками и с небольшой разрешающей способностью эмульсии, но тогда угол между лучами от объекта и от второго зеркала должен быть меньше 30^о — и чем меньше, тем лучше.
     Когда вы твердо убедились в том, что все сделано правильно, можно приступать к работе. В темноте картон заменяется фотопластинкой — эмульсией к объекту. Включается лазер на несколько секунд. Надо помнить, что малейшее сотрясение системы или какого-нибудь ее элемента во время экспозиции "смажет" голограмму.
     После проявления пластинки вы не увидите на ней ничего. Но если хорошо просохшую пластинку поместить в отраженный луч лазера и смотреть сквозь нее, в поле зрения возникнет объемное изображение объекта.
     Система воспроизведения голограммы показана на рис. 6. Отраженный зеркалом свет лазера должен падать на фотопластинку под таким же углом, под каким падал на нее эталонный луч во время экспозиции. Слегка поворачивайте пластинку, чтобы добиться наибольшей яркости изображения.
     Если вам не удалось воспроизвести голограмму, значит что-то сдвинулось во время экспозиции. Другой причиной может быть недостаточная или, наоборот, чрезмерно длительная экспозиция. Повторите опыт, меняя время экспозиции. Примите более тщательные меры предосторожности против сотрясений.
     В заключение немного об элементах системы. Фокусное расстояние линз 15 — 20 мм. Подойдут, например, линзы от дверных глазков. Расщепитель — стекло толщиной 25 — 30 мм. Зеркала должны быть с наружной отражающей поверхностью. Снимаемый объект лучше взять небольшой. Дифракционную решетку перед работой нужно протирать спиртом.