Киноформ. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

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. функцию голограммы) для каждой точки (х, у)плоскости (рис., а), затем вычитают величины, кратные

, так что фазовая функция

меняется в пределах только от 0 до

(рис., б, в). Далее эта функция 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 функцией

. При освещении плоской волной К. накладывает фазовую функцию

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 функцию

(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.

Литература по киноформам

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.