December 05 2016 16:39:04
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
голографическая память
Физические основы информации

Голография используется для исследования быстропротекающих процессов, создания дифракционных оптических элементов нового типа, в том числе амплитудно-фазовых фильтров, в интерферометрии для анализа поверхностей с произвольной чистотой обработки, для создания оптической памяти. Методы голографии применимы для волн самой разной физической природы, поскольку явление интерференции не зависит от природы волны. На одной голограмме можно записать две интерференционные картины, соответствующие разным положениям предмета. На стадии восстановления такой голограммы происходит интерференция двух предметных волн, обуславливающая зеброподобный  вид изображения предмета. Его поверхность оказывается покрытой интерференционными полосами, несущими информацию о сдвиге предмета. Такая голографическая интерферометрия с двойной экспозицией применяется для изучения деформации поверхности (наблюдаются линии равной деформации). Голографическая интерферометрия с временным усреднением используется для анализа вибрации поверхности. Здесь наблюдаются линии равной амплитуды колебаний, поскольку фиксируются экстремальные положения элементов колеблющейся поверхности. Если при записи голограммы использовать толстую фотопластинку, где фиксируется распределение интенсивности не только в плоскости, но и по толщине фотопластинки, то с помощью опорной волны восстанавливается только одно изображение – мнимое или действительное в зависимости от того, с какой стороны опорная волна освещает голограмму.

В 1967 г. стала разрабатываться голографическая память, где плотность записи информации такая же, как в случае оптических дисковых накопителей, использующих информационные метки, созданные лазерным лучом на металлической поверхности. Эти информационные метки образуются за счет выжигания углублений или микроотверстий в тонкой пленке. Записанная информация считывается лазерным лучом, отражающимся от такой металлической поверхности. Минимальный размер метки порядка длины волны лазерного излучения λ (реально этот размер ≥ 1мкм). Срок хранения оптических дисковых накопителей при использовании титана, платины и золота до 1000 лет. Плотность записи до 109 бит/см2. Вся Британская энциклопедия размещается на 1 оптическом компакт-диске. Важно отметить, что в оптических дисковых накопителях возможно хранение изображения. Емкость памяти человеческого мозга составляет всего 1012 – 1013 бит, причем в своей жизни человек активно использует лишь 20% накопленной информации.

Лекция №12

Интегральные преобразования в оптике

  1. Распространение скалярной монохроматической волны в свободном пространстве. Принцип Гюйгенса – Френеля.

  2. Передаточная функция линейной оптической системы.

  3. Преобразование Фурье, выполняемое тонкой линзой. Дифракционные ограничения.

  4. Пространственные частоты и пространственная фильтрация.

  5. Проблема распознавания образов.

  6. Оптический компьютер.


Рассмотрим в свободном пространстве источник, излучающий скалярную монохроматическую волну частоты ω. Принцип Гюйгенса – Френеля дает модель волнового движения, на основе которой можно количественно описывать дифракционные явления. Окружим источник произвольной замкнутой поверхностью S, на которой известно распределение волнового поля, т.е. в любой точке поверхности заданы амплитуда AS и фаза ФS волнового поля. Принцип Гюйгенса – Френеля есть правило, с помощью которого по заданным величинам AS, ФS и ω находится волновое поле в произвольной точке Р за пределами области, ограниченной поверхностью S.

Каждый элемент dS замкнутой поверхности рассматривается как вспомогательный источник вторичной волны dφS, приходящей в точку наблюдения Р. Вторичная волна есть сферическая монохроматическая волна с частотой ω, центр которой совпадает с центром элемента поверхности. Амплитуда сферической волны пропорциональна амплитуде AS волны, пришедшей от источника в данный элемент поверхности, и и площади поверхности dS элемента. Начальная фаза ФS0 сферической волны равна фазе волны, пришедшей от источника в данный элемент замкнутой поверхности.

Волновое поле φр в точке наблюдения есть сумма волновых полей всех вторичных волн от вспомогательных источников на замкнутой поверхности S

img721

где ρ – расстояние от центра элемента dS до точки наблюдения Р, img722 с – скорость света в вакууме, – угол между вектором img723 внешней нормали элемента поверхности dS и направлением на точку наблюдения, f(α) – вспомогательная функция, обращающаяся в нуль при α = π (см. рисунок 1).




                                          img724

                                           α

                                   dS

                                        ρ

                                                  Р

                              Рис. 1

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.06 секунд 4,195,207 уникальных посетителей