Holografia a jej technické aplikácie

Vítame Vás na stránkach o holografii a holografickej interferometrii.

Na týchto stránkach nájdete základné pojmy z danej oblasti, rozbor fyzikálnych základov holografie, holografickej interferometrie a hlavne ukážky aplikácií uvedených optických metód pri konkrétnych experimentoch so zameraním na strojársky a drevársky výskum.

Holografia

Holografia ako nový smer v optike sa začala intenzívne rozvíjať v polovici 60-tych rokov minulého storočia. V súčasnosti už patrí k zaujímavým technológiám nášho storočia a využíva sa na sledovanie procesov a javov v rôznych vedných disciplínach aj v praxi.

Široké praktické uplatnenie našli aj metódy holografickej interferometrie. Ich rozvoj podnietil rozšírenie optických vizualizačných metód pre výskum difúzne odrážajúcich a fázových predmetov.

Pri interakcii svetelnej vlny s objektom vznikajú zmeny jej amplitúdových a fázových charakteristík, ktoré sa prejavujú v interferenčnom obraze. Zmeny amplitúdy majú vplyv na kontrast obrazu a zvyčajne sa zisťujú fotometrickými metódami. Zmeny fázy sa prejavujú v rozložení interferenčných čiar a zodpovedajú informáciám o zmenách tvaru skúmaného povrchu netransparentného telesa, alebo o zmenách optických dráh lúčov prechádzajúcich cez transparentné objekty.

Pri riešení rôznych úloh experimentálnej mechaniky nás nezaujíma samotná svetelná vlna, ale skúmaný objekt cez ktorý vlna prechádza, alebo od ktorého sa odráža. Na holograme sa potom zaznamenáva zmena objektu alebo zmeny, ktoré boli na ňom urobené. Vlastnosti predmetu ani zložitosť jeho tvaru nemajú vplyv na záznam hologramu (Komar, Serov, 1987).

Metódy holografickej interferometrie majú výhody hlavne v tom, že sú bezkontaktné a zároveň sa získajú informácie o posunutiach bodov na celom povrchu osvetleného objektu, preto je o tieto metódy veľký záujem hlavne u špecialistov experimentálnej mechaniky. Je to prirodzené, nakoľko výsledky experimentov sú základom pre zostavovanie rôznych teórii mechaniky (Ostrovskij, Butusov, Ostrovskaja, 1977), (Vest, 1979).

Praktický význam metód holografickej interferometrie, ako aj ostatných nových optických metód je spojený s riešením množstva úloh (Ennos, Virdee, 1982). V niektorých prípadoch už samotný charakter interferenčného obrazu umožňuje urobiť vážne závery o defektoch v štruktúre materiálov (Vlasov, Štaňko, 1976), rezonančných frekvenciách a tvaroch kmitania objektov (Jones, Wykes, 1989), (Powell, Stetson, 1965), (Agren, Stetson, 1972), (Trnka, 1987), (Viglaský, Černecký, Gajtanská, 1993) porovnávať skúmané objekty s etalonovými a riešiť iné kvalitatívne a kvantitatívne úlohy. V mnohých experimentálnych výskumoch treba získať kvantitatívne informácie o objekte alebo procese, čo vyžaduje analýzu interferogramov (Briers, 1976).

Holografická interferometria rozšírila možnosti optických experimentov aj v oblasti vizualizácie fázových predmetov. Pomocou tejto metódy možno exaktne skúmať vlnový front rekonštruovanej svetelnej vlny, pričom sa eliminuje vplyv defektov optických prvkov. Zvýšila sa citlivosť interferenčných a tieňových meraní. Objavili sa nové spôsoby výskumu trojrozmerných fázových predmetov (Hauf, Grigull, 1970), (Beketova, Belozerov, Berezkin, 1979). Tieto prednosti holograficko-interferenčných metód viedli k vytvoreniu novej skupiny prístrojov, holografických interferometrov (Kudrin, Poluchin, Čičenev, 1982), (Kozačok, 1984).