киноформ

КИНОФОРМ - тонкая фазовая синтезированная голограмма, к-рая несёт однозначную информацию о фазовой составляющей объектной волны и позволяет восстанавливать её при освещении опорной волной. К. был создан в 1969 Леземом (L. В. Lesem) и др. Прообразом К. можно считать фазовую Френеля линзу. К. восстанавливает трёхмерное изображение, но в отличие от тонких голограмм, записанных путём регистрации интерференц. картины, К. формирует на заданной длине волны только одно изображение и при этом весь падающий на него свет дифрагирует в один порядок дифракции. Т. о., К. имеет макс. теоретич. эффективность при записи фазовых объектов и при записи произвольных объектов. В отличие от объёмных фазовых голограмм, обладающих также 100%-ной дифракц. эффективностью, К. имеет весьма малую угл. и спектральную селективность.

Осн. допущение при создании К. состоит в том, что комплексная амплитуда объектной волны а (х, у)считается постоянной по модулю в плоскости регистрации и имеет вид а(х, y) = const exp . Для получения К. сначала на ЭВМ рассчитывают разность фаз объектной и опорной волн (т. е. характеристич. ф-цию голограммы) для каждой точки (х, у)плоскости (рис., а), затем вычитают величины, кратные , так что фазовая ф-ция меняется в пределах только от 0 до (рис., б, в). Далее эта ф-ция отображается, напр., методами фотолитографии в виде фазового рельефа оптич. поверхности или модуляции показателя преломления тонкой плёнки. В итоге К. представляет собой тонкую прозрачную пластинку, оптич. толщина к-рой меняется в соответствии с вычисленной ф-цией . При освещении плоской волной К. накладывает фазовую ф-цию на плоский волновой фронт, превращая его в волну с комплексной амплитудой а=const exp

Для коррекции аберраций и формирования изображений используется киноформная линза (КЛ) - голограмма точечных источников, аналогичная фазовой зонной пластинке. Оптич. сила осесимметричной КЛ, работающей на пропускание, определяется след. соотношением: , где т - номер дифракц. порядка, - длины волн при записи и работе КЛ, Ф₀ - оптич. сила для длины волны при записи КЛ. Для КЛ, работающей на отражение, , где s - кривизна поверхности киноформного элемента.

Киноформ: а - разность фаз объектной и опорной волн при синтезе киноформного элемента; б - фазовый профиль киноформа; в - ступенчатый профиль киноформа.

Из этих соотношений видно, что КЛ обладает весьма большой дисперсией показателя преломления (напр., = -3,5), к-рая может быть использована для компенсации вторичного спектра в сочетании с обычными стёклами типа крон и флинт (см. Оптическое стекло). По аберрац. свойствам КЛ аналогична тонкой асферич. линзе с бесконечно большим показателем преломления.

Киноформные оптич. элементы могут быть получены или путём спец. программного управления интенсивностью лазерного пучка, с помощью к-рого производится запись, или с использованием методов фотолитографии. При изготовлении киноформных элементов методами фотолитографии часто непрерывную ф-цию (х, у)заменяют на ступенчатую с шагом , где N - число ступеней, как это показано на рис. (в). Дифракц. эффективность К. при этом меньше 100%, но увеличивается с ростом N, напр. при N = 2; 3; 10 дифракц. эффективность равна соответственно 41; 81; 97%.

К. используется в оптич. устройствах для преобразования формы волновых фронтов, формирования изображения в видимой, УФ- или ИК-областях спектра, для коррекции аберрации, контроля асферич. поверхностей, вывода информации из ЭВМ и т. п.

Лит.: Слюсарев Г. Г., Оптические системы с фазовыми слоями, "ДАН СССР", 1957, т. 113, М 4, с. 780; Lesem L. В., Нirsсh Р. М., Jordan J. A., The kinoform: a new wavefront reconstruction device, "IBM J. Res. Develop.", 1969, v. 13, p. 150; Кольер Р., Беркхарт К., Лин Л., Оптическая голография, пер. с англ., М., 1973; Оптическая голография, под ред. Г. Колфилда, пер. с англ., т. 1-2, М., 1982. М. А. Гон.

   <<      Предметный указатель      >>