Аннотация

Изложены теоретические основы голографометрии, описан голо-графический измерительный комплекс аппаратуры, позволяющий произ­водить запись голограмм и интерферограмм стационарных и динами­ческих объектов, приведены алгоритмы обработки голографической информации для получения количественных данных измерений.

Для инженерно-технических работников, использующих в своей работе голографические методы измерений.

**

Предисловие

Голография — новое направление прикладной физи­ки, появившееся сравнительно недавно, но завоевавшее широкую известность среди специалистов различных специальностей и даже среди широкой публики.

Популярность голографии — следствие ее заманчи­вых возможностей, позволяющих значительно расши­рить границы познания человеком окружающей приро­ды, создать совершенно новые изобразительные средст­ва, новые более информативные ЭВМ и системы распоз­навания, осуществить неразрушающий контроль и точ­ные измерения изделий в процессе производства, в том числе там, где ранее для этих целей использовались только качественные методы оценки либо измерения и контроль были невозможны.

После появления в печати трудов основоположников голографии [1—3] количество публикаций растет из года в год. Изданы монографии и обзорные книги, в ко­торых изложены основы голографии и приведены приме­ры ее применения {4—12, 157]. В этих изданиях и мно-численных статьях практически не освещались вопро­сы применения голографии как нового метода измерений и связанные с этим метрологические проблемы: требо­вания к средствам голографических измерений, разра­ботка этих средств и методик основных видов измерений, условия получения единых и достоверных результатов измерений и др.

Вопрос об использовании методов голографии в метрологии и о развитии измерений как раздела метро­логии впервые был поставлен авторами в 1971 г. [14] и частично отражен в монографиях [13, 15, 16].

В настоящее время голографические измерения (или голографометрия) —сравнительно молодой, быстрораз-вивающийся раздел науки об измерении процессов и физических величин, объединяющий совокупность мето­дов и средств, использующих все виды измерений, при­меняемых в методах голографии для извлечения полной и достоверной количественной информации о трехмерном объекте или процессе по голограмме, на которой запи­сана интерференционная картина между дифрагированной волной, идущей от объекта или процесса, и однород­ным когерентным фоном.

Данная книга, посвященная физическим основам голографометрии, основана главным образом на ори­гинальных работах авторов и их учеников, выполненных в 1967—1980 гг.

В книге пять глав. В первой излагаются задачи прак­тической голографии как нового вида измерений про­цессов и величин; описываются основные схемы и мето­ды, используемые для измерения; формулируются об­щие требования к составу голографического измеритель­ного комплекса и задачи метрологического обеспечения голографических измерений; рассматриваются основные требования к средствам поверки голографической из­мерительной аппаратуры. Описана серийно выпускае­мая в СССР голографическая измерительная аппа­ратура для записи голограмм в оптическом диапа­зоне волн; приведены краткие сведения о новых голо-графических приборах и приспособлениях, находящихся в стадии разработки.

Во второй главе излагаются физические основы ме­тодов голографических измерений и их основные метро­логические характеристики; приводятся результаты ана­лиза основных звеньев голографического процесса с точки зрения определения источников погрешностей и обоснования требований, предъявляемых к источникам излучения, голографическим схемам и аппаратуре, пред­назначенным для проведения голографических измере­ний стационарных и динамических объектов. Рассмат­риваются теоретические и практические аспекты реали­зации методов голографических измерений в оптическом и СВЧ диапазонах волн.

В третьей главе описаны методы обработки гологра­фической информации: фотограмметрические, машинные и корреляционные. Рассматриваются новые методы вы­деления характерных признаков изображения, основан­ные на иопользовании известных данных о распознава­нии образов человеком, позволяющие строить оптимизи­рованные корреляционные системы распознавания. Дано краткое описание многоканальных голографических корреляторов, подготавливаемых к серийному выпуску. Описаны алгоритмы цифровой обработки голографиче­ских интерферограмм, цифрового восстановления голо­грамм, полученных в неоптическом диапазоне волн, циф­рового моделирования голографических процессов й систем.

В четвертой и пятой главах освещены применения методов и средств голографических измерений для ре­шения задач народного хозяйства: неразрушающего контроля качества оптических волн, исследования про­цессов в живых клетках, неразрушающего контроля ка­чества кристаллов, в том числе в процессе их роста, ис­следования процесса горения конденсированных веществ, определения сплошности многокомпонентных потоков, исследования процесса подачи топлива в дизелях, опре­деления оптимальных условий хранения монументаль­ной живописи и др.

Все рисунки, номера которых отмечены звездоч­кой (*), помещены на вклейке в конце книги.

Авторы надеются, что книга окажется полезной ши­рокому кругу читателей: разработчикам методов и ап­паратуры для голографии, научным работникам, инже­нерам, биологам, врачам, реставраторам, работающим в области голографии и ее применений.

Авторы глубоко признательны рецензентам книги чл.-корр. АН СССР Л. Д. Бахраху и д-ру физ.-мат. на­ук, проф. Ю. А. Быковскому за ценные указания, учтен­ные при доработке рукописи.

Авторы выражают сердечную благодарность Я. А. Габелеву за большую помощь при подготовке и редактиро­вании рукописи.

***