Интерферометрические полосы являются геометрическим местом точек равных перемещений.
Иногда метод голографической интерферометрии реализуется таким образом, что на одну и ту же пластинку двумя экспозициями записываются последовательно голограммы от объекта, находящегося в исходном и исследуемом состоянии [12, c. 88].
Практическое применение голографических методов неразрушающего контроля требует поддержание механической стабильности объекта контроля с высокой точностью во время экспонирования голограммы, поэтому голографические установки должны иметь высокую степень виброзащиты. Для сокращения времени экспозиции целесообразно применение лазеров большой мощности. Среда-регистратор, применяемая для фиксации голограмм, должна иметь высокую пространственную разрешающую способность (порядка 3000−4000 линий-штрихов на 1мм). Но данное требование противоречит условию высокой энергетической чувствительности фотоэмульсии. В связи с этом материалы, которые используются в голографии, отличаются низкой светочувствительностью (порядка 0,01 единиц светочувствительности по сравнению с 35−250 единицами, используемыми в обычной фотографии).
Последние исследования в данной отрасли свидетельствуют о появлении термопластичных материалов, чувствительных к излучению лазеров. Для таких метариалов характерен тепловой механизм визуализации скрытого изображения, что не нуждается в дополнительной фотохимической обработке, поэтому голограмма проявляется сразу же после простого нагрева термопластинки непосредственно на месте экспонирования. Такой подход, фактически новаторский в данном вопросе, существенно повышает производительность контроля. Применение таких термопластиков требует использования лазеров большой мощности (порядка 1 Вт). Современные ученые и соискатели проводят наблюдение голограмм визуально или с помощью телевизионных установок [11, c. 29].
Методы голографической интерферометрии позволяют давать количественную оценку параметров дефектов, как в статике, так и в динамике с точностью до 0.1 мм. Голографические установки применяют для контроля качества швов в процессе изготовления крыльев самолета, тепловыделяющих элементов ядерных реакторов, многослойных печатных плат, интегральных схем и т. п.
4. РАЗВИТИЕ ГОЛОГРАФИИ В ХХІ ВЕКЕ
Исследуя данный вопрос, важно отметить, что идея голографического метода записи или воспроизведения информации с целью её последующей обработки в виде визуального анализа не является новой.
Современным ученым при использовании рассмотренного метода удалось реализовать качесвенно новые и разные по своему принципу схемы записи или воспроизведения голограмм. Таким образом было сделано прорыв в науке путем создания голографического микроскопа. Усовершенствование голографического микроскопа привело к расширению сферы и таким образом, преследуя цель оснастить данный прибор новыми детами, состветствующими разным и новым назначениям было выделено два вида этих приборов: безлинзовые и комбинированные.
Голографические микроскопы не похожи на классические оптические. Главная их особенность и отличие от классических — это то, что после произведения (процесса) записи информации о динамических фазовых микрообъектах на фотопластинку, то есть запись голограмм, голографические микроскопы позволяют апостериорно просматривать и анализировать их увеличенное восстановленное объемное 3-D изображение. Это открытие действительно совершило переворот в сфере использования и применения микроскопов как приборов в целом.
Голографические микроскопы имеют ещё одну особенность — могут сохранять запись волнового фронта и восстанавливать его в любой — необходимый человеку — момент времени. Немаловажным есть факт использования этого прибора как интерференционного его аналога, когда для них общей есть возможность исследования фазовых микрообъектов, к которым относятся те микрообъектов, которые незначительно или очень слабо могут влияют на интенсивность как проходящей, так и отраженной электромагнитной волны, но при этом данные микрообъекты способны существенно изменить фазу электромагнитной волны.
Интерферограмма — это полученная интерференционная картина. Она получается именно путем, описанным выше. Такая картина представляет собой результат сложения опорной и сигнальной волн; может быть наполнена полностью или частично информацией о несущей элестромагнитной волне, причем изменения амплитуды и фазы сигнальной волны можно исследовать по полученной интерферограмме.
Таким образом, при необходимости восстановлении утраченной или деформированной голограммы всего, что описано выше, оказывается достаточно, чтобы при визуализировать и в дальнейшем исследовать все мельчайшие детали нужных для изучения фазовых микрообъектов. Отметим: выбор схемы реализации голографического микроскопа зависит от особенностей исследуемых сред и микрообъектов. Это используется при использовании и рассмотрении схемы на отражение или на просвет. Для изучения свойств прозрачных сред и микрообъектов, таких как живые клетки, бактерии, простейшие и т. п. оптимальным для применения является схема на просвет. Но такой метод не есть целесобразным при изучении непрозрачных микрообъектов и сред, поэтому для установаления закономерностей этого процесса целесообразно применять схему на отражение (когерентных лучей) [12, c. 21].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Использование голографии в современном мире достаточно широко, даже дети могут видеть голограффические знаки. Но богатые перспективы ученые предполагают для голографического микроскопа. Ведь его возможности связанны с повышением информативности и достоверности интерпретации экспериментальных данных. Для медицины, физики, космологии, космогонии и других точных эксперементальных наук есть совершенствованием и улучшением с помощью цифровых методов обработки оптической информации.
Цифровая камера используется для регистрации цифровой голограммы, которая содержит информацию о микрообъектах. С помощью цифровой камеры через USB-порт цифровой сигнал можно передавать в компьютер, после этого воспроизводится 3-D визуализация или попросту — восстановление — и автоматизированная обработка изображений. Инженеры-программыисты разработали специализированное программногое обеспечение (СПО), с помощьюторого можно работать в режиме реального времени.
Главная особенность разработанного програмного обеспечения — это использование методов вычислительного интеллекта, что в настоящее время развития научно-технического прогресса позволяет проводить сравнение различных свойств фазовых микрообъектов: формы, цвета, размеры, одмерность или двухмерность пространста и т. д., данный процесс возможен на протяжении внешнего воздейтсвия, до и после него. По своей сути «сравнению» подвергаются цифровые интерферограммы фазовых микрообъектов; данный процесс позволяет фиксировать динамику их изменений в отличия, что важно для дальнейших исследований.
Таким образом, предлагаемый подход расширяет возможности цифровой 3-D голографической микроскопии и позволяет автоматизировать процесс обработки интерферограмм фазовых микрообъектов в режиме реального времени. Для достижения этого используется математическая обработка изображений с помощью методов вычислительного интеллекта. На основе предложенных алгоритмов были разработаны новейшие специальные программы, с помощью которых производилась автоматизация обработки и анализ фазовых микрообъектов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Борн М., Вольф Э. Основы оптики. — М.: Наука, 1973. — 719 с.
Сорока Л. М. Голография и интерференционная обработка информации. УФН, т. 90, вып. 1, 1966, с. 3 — 45.
Соколов М. Э. Современные методы визуализации фазовых объектов. Голографические методы и аппаратура, применяемые в физических исследованиях. — М.: Наука, 1987. — 259 с.
Тишко Т.В., Титарь В. П., Тишко Д. Н. Голографическая микроскопия. Трехмерная визуализация фазовых микрообъектов. // Прикладная радиоэлектроника.
2009. — Т. 8. — № 1. -
С. 40−45.
Inkyu M., Mehdi D., Arun A., Bahram J. Cell Identification with Computational 3-D Holographic Microscopy. Optics & Photonics News, V. 22, № 6, June 2011, p.p. 18−23.
Gabor D. A New Microscopic Principle. Nature. — 1948. V. 161, p.p. 777 — 778.
Кольер Р., Беркхарт К., Лин Л., Оптическая голография, пер. с англ., M., 1973. — 200 с.
Островский Ю. И., Бутусов M. M., Островская Г. В., Голографическая интерферометрия, M., 1977. — 167 с.
Голографическая интерферометрия фазовых объектов, под ред. Г. И. Мишина, Л., 1979. — 238с.
Голографические неразрушающие исследования, под ред. P. К. Эрфа, пер. с англ., M., 1979. — 167 с.
Гинзбург В. M., Степанов Б. M., Голографические измерения, M., 1981. — 356 с.
Вест Ч., Голографическая интерферометрия, пер. с англ, M., 1982. — 235 с.
