В 21 веке лазером никого не удивишь. Мальчишки играют ими на уроках и вечером во дворе своего дома. Лазеры проникли в бытовую технику и фотоаппараты, но до сих пор почему-то изобразительная голография считается уделом избранных.

Не всякий, конечно, лазер пригоден для записи голограммы. Осевую голограмму Габора мы можем получить и с помощью лазерной указки на  обычной черно-белой фотопленке типа «микрат», но в категорию художественной она не попадет, т.к. эти источники имеют очень низкую когерентность (ширину и постоянство во времени полосы излучаемых частот, так называемую временную когерентность). 

Чем выше когерентные свойства лазерного излучения, тем большую по глубине сцену можно записать на голограмме. Для гелий-неоновых лазеров без встроенных интерферометров Фабри-Перо глубина регистрируемой сцены составит четверть метра, что вполне достаточно для изобразительных задач.

Такой прибор имеет размеры порядка полуметра в длину и 4 сантиметра в диаметре – небольшая трубка, стоимость которой составит не более 400$. Я  думаю, что вопреки создавшемуся мнению, среди состоятельных людей немало увлеченных и талантливых. А талант всегда требует пищи в виде увлекательных экспериментов.

Сегодня я просто подарю всем, кому это интересно, идею достаточно компактной, легкой,  простой и надежной в эксплуатации установки для записи изобразительных голограмм. Самое главное, она опробована автором, успешно работает и приносит массу удовольствия.

Лучше всего конструкцию этой «этажерки» изготовить из алюминия. Дорого, но зато легко и красиво. Можно использовать сталь, эбонит, стеклотекстолит,  даже твердые породы дерева (бук, дуб или красное дерево). Однако,  древесина гигроскопична, и там, где быстро меняется влажность,  конструкция будет работать нестабильно. Вертикальные стойки проще  изготовить из тонкостенной алюминиевой трубы, заполненной битумом или парафином.

 

Конструкция состоит из прочной платформы (8) размером 300х700 мм, покоящейся на виброопорах (9) из теннисных мячей. Вертикальные стойки (7) являются не просто несущими элементами, а играют роль направляющих деталей оптической схемы:
- держателей фотопластин (6)
- большого зеркала (диаметром 150 мм) с наружным отражающим покрытием (5)
- верхней рамы с лазером и оптикой

На верхней раме устанавливается лазер и пара небольших зеркал (1) и (2) с наружным отражающим покрытием (алюминиевое покрытие без защитной краски и нарезку пластин нужного размера можно заказать на любой зеркальной фабрике). Держатели этих зеркал   должны иметь возможность тонкой юстировки (достаточно иметь юстировку по одной оси первого зеркала, а по другой оси - второго).

С конструкцией этих нехитрых элементов я познакомлю вас в следующей своей статье, а пока  поговорим о главном – расширителе лазерного пучка так называемом «пинхоле».

Конечно, можно воспользоваться короткофокусной линзой от объектива микроскопа, но пыль, постоянно оседающая на поверхностях оптики, начнет «шуметь». Это хорошо сказано, т.к. после расширения лазерный пучок будет иметь очень неравномерное поле, испещренное точками и концентрическими кольцами, как на этом рисунке. Вы поняли, что это не лучшим образом отразится на качестве изображения сцены. Представьте объект, освещенный таким вот светом.

 

Природа этих картин заключается в том, что свет рассеивается на пылинках и образует на экране вот такую дифракционную белиберду.
Избавиться от этого шума можно с помощью так называемого «пинхола».

 

Принцип работы устройства, название которого произошло от английских слов «игольное отверстие» очень прост.  Луч лазера фокусируется «загрязненной» пылинками линзой в очень маленькую точку. Если луч в зоне фокуса линзы пропустить сквозь игольное отверстие диаметром 0.07 миллиметра,  то все рассеянные на пылинках лучи задержатся диафрагмой, а основной и очищенный от шумов поток беспрепятственно пройдет сквозь игольное отверстие.

Устройство «пинхола» достаточно сложное и как изготовить недорогой и удобный прибор я расскажу в следующей статье. А для самых нетерпеливых пока могу посоветовать разобрать объектив микроскопа и  оставить в нем лишь самую короткофокусную линзу, очистить ее аккуратно от пыли ватной турундочкой на спичке, смоченной в 100% изопропиловом спирте. Проверить качество чистки можно лучом лазера.

Использование в оптической схеме записи голограмм большого подвижного зеркала (5) позволит  в процессе эксплуатации установки  легко изменять угол падения на фотопластину лазерного пучка. Это впоследствии будет оценено вами неоднократно.

Как я говорил в прошлой статье, фотопластина должна крепиться очень надежно. Поэтому при изготовлении установки следует с особой аккуратностью отнестись к конструкции держателя фотопластин.

 

С виду обычная рамка с отверстиями и винтами для фиксации на направляющих. Обратите внимание на три выступа внутри рамки - это три точки опоры  для фотопластины. Два фрезерованных  полукруглых паза позволят удобно двумя пальцами устанавливать и снимать фотопластину, не касаясь фотоэмульсии. Верхняя поверхность фотопластины  углублена относительно наружной поверхности рамки с целью предотвращения попадания лазерного света в торец стекла.

В конструкции установки желательно использовать две такие рамки. Это позволит крепить фотопластины при съемке не только горизонтально, но и в вертикальном положении.

 

Некоторые объекты просто невозможно положить, поэтому такой вариант значительно расширит возможности установки.

 

После того, как  вы научитесь изготавливать голограммы, возникнет проблема  их тиражирования и планирования пространства голограммы, например, захочется вынести изображение перед фотопластиной.

 

Вторая рамка будет как раз кстати. "Сэндвич" из рамок можно использовать и для записи голограмм, где объекты покоятся на прозрачном стекле (чистая от эмульсии фотопластина). Таким образом можно создать эффект парения в воздухе объектов над фоном.

И напоследок хочется отметить тот факт, что луч лазера, как правило, линейно поляризован. При монтаже установки очень важно соблюдать вертикальную ориентацию плоскости поляризации луча. Проверить это можно, или с помощью поляризационного фильтра, используемого в фотографии, или с помощью простой стеклянной пластинки, наблюдая эффект Брюстера. (Если плоскость поляризации луча  совпадает с  плоскостью падения, то при углах падения около 57 градусов на стеклянную пластину, он практически не будет отражаться от ее передней поверхности).

Для отработки экспозиции голограммы  можно использовать довольно сложные электромеханические затворы. Я часто использовал кусок черной бумаги, согнутый под углом 90 градусов, который просто аккуратно клал на торец лазера. Этого вполне достаточно.

Итак, можно приступать к  строительству голографической установки. Вместо сложных механических юстировочных элементов можно использовать твердые сорта пластилина. Но взамен экономии на строительстве, вы должны вооружиться временем и терпением.  Юстировка оптической схемы установки - наиответственнейшая и трудоемкая задача.

В следующей статье я познакомлю вас с технологией съемки и фотохимической обработки голограммы, открою секреты получения высокого качества голографического изображения и расскажу о способах оформления художественного продукта.

Приглашаю обсудить эту тему на форуме: http://foto-service.ru/forum/viewtopic.php?t=174