В настоящее время голографические методы находят широкое применение при решении практических задач и в научных исследованиях. Голографию используют при исследованиях быстропроте-каюших процессов (взрыва, горения, газоразрядной плазмы и т. п.); для измерения деформаций, возникающих в изделии код влиянием различных факторов; для неразрушающего контроля качества; для обнаружения внутренних дефектов -изделий (в .интроскопии); пр,и исследованиях живых клеток и микроорганизмов, 'Процесса роста растений; для получения объемных изображений внутренних органов человека и животных; в работах по реставрации и определению оптимальных условий хранения шедевров живописи и др.
В книге «Голография. Методы и аппаратура» (под ред. В. М. Гинзбург и Б. М. Степанова, М., «Сов. радио», 1974) описаны методы и отечественная аппаратура, позволяющие проводить голо-графические исследования в оптическом и СВЧ диапазонах волн. Эти методы и аппаратура, а также методы и аппаратура, разработанные позднее и представленные в настоящей книге, используются в Советском Союзе и за рубежом для исследований в области физики, медицины и техники. Результаты основных -исследований опубликованы в периодической печати за 1974—-1977 гг. Вместе с тем до последнего времени отсутствовали систематизированное изложение практических аспектов голографии, описание методов и их применений и обобщение опыта практического использования голографии при решении конкретных задач народного хозяйства.
Настоящей книгой авторы старались восполнить этот пробел: систематизировать и обобщить опыт применения разработанных методов и средств голографии для решения задач в ряде областей наукч и техники.
Учитывая широкий интерес к голографии и ее практическому использованию со стороны читателей различных специальностей, авторы кратко излагают (гл. 1) основные сведения о методах и схемах голографии, справочные данные о голографической аппаратуре, источниках излучения, вопросы метрологического обеспечения измерений и некоторые другие сведения, необходимые для работы с голографическими устройствами.
В отдельных главах дается описание новых голографических приборов и устройств: голографического микроскопа МГИ-1, круговых и многоракурсных систем, 'позволяющих значительно расширить область применения голографических методов измерений и неразрушающего контроля.
В книге на примере конкретных практических задач изложены основные направления, методика и практические вопросы, связанные с использованием голографии для неразрушающего контроля и измерений параметров различных изделий и процессов. Рассматриваются топографические методы неразрушающего контроля формы отражающих и прозрачных объектов (в том числе иммерсионный метод контроля формы отражающих изделий, положенный в основу проекта стандарта голографических измерений); метод сравнения поверхностей сложной формы с образцовыми изделиями; приводятся результаты применения голографии и лазерной интерферометрии для неразрушающего контроля деформаций, 'возникающих в отражающих объектах под воздействием внешних факторов.
Описываются исследования деформаций образцов настенной живописи в соборах Московского Кремля в зависимости от климатических условий с целью определения оптимального температурно-влаж'ностного режима, обеспечивающего сохранность монументальной живописи на стенах соборов; бесконтактный контроль рельефа поверхности магнитных дисков, использующихся в системах памяти; применение голографической микроскопии для неразрушающего контроля качества и измерений распределения показателя преломления в оптических волокнах, применение голографической микроскопии для исследования жизнеспособности клеток, в частности клеток кро ви в криогенных условиях.
Исследуется распределение концентрации раствора в процессе роста кристалла. На основе этих исследований найдено объяснение ранее наблюдавшегося явления расслоения раствора при выращивании кристаллов КДР в статическом режиме. Приведены результаты исследования однородности искусственно выращенных кристаллов методами голографической интерферометрии.
Рассматривается применение голографии для изучения и измерения параметров многокомпонентных быстр оиз меняю психея систем, содержащих жидкую, твердую, газообразную фазы и плазму, приводятся основные характеристики и определены задачи исследования таких систем.
В книге дан ряд практических примеров использования импульсной голографли для 'Вычисления плотности потоков, распределения скоростей в водосливной струе, исследования процесса горения конденсированных систем, анализа распределения заряженных и нейтральных частиц в плазме. Исследуются процесс распиливания топлива форсунками и характеристики газодинамических потоков в системах впуска—выпуска автомобильных дизелей.
.'Книга написана коллективом авторов под общей редакцией В. М. !Гинзбург и Б. М. Степанова. Над книгой работали: Е.А.Антонов (§ 1.1, 1.2), В. Я. Царфин (§ 1.3, а.4, гл. 6), Э. Г. Семенов (§ 1.5, гл. 2), В. М. Гинзбург (гл. 2—7, § .1.3), Б. М. Степанов (гл. '2—6, § 1.3), Е. Н. Лехцнер (гл. 3—б), Э. В. Мороз, Н. С. Ха-нин (гл. 7).
Авторы надеются, что ,кни<га окажется полезной для специалистов, работающих в различных областях науки я техники, использующих голографические методы для решения практических задач и в научных исследованиях.
Авторы -глубоко признательны .рецензентам книги чл.-кюрр. АН СССР д-ру техн. наук проф. Л. Д. Бахраху и д-ру физ.-мат. наук проф. Ю. А. Быковскому за ряд ценных указании, учтенных при доработке книги.
Авторы выражают благодарность Я. А. Габелеву за большую помощь при .подготовке и редактировании рукописи книги.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ....... .....
Глава 1. МЕТОДЫ И АППАРАТУРА ОПТИЧЕСКОЙ ГОЛОГРАФИИ
1.1. Методы и схемы...........
1.2. Требования к источникам излучения, томографической аппаратуре и регистрирующим средам при получении голограмм............
1.3. Промышленная голографическая аппаратура, источники излучения и регистрирующие среды
•Ники излучения и регистрирующие vFL.rt^ .
1.4. Особенности использования и голографии импульсных лазеров и усилителей .........
1.5. Метрологические проблемы голографии ....
Глава 2. ГО Л О ГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЯ ........
2.1. Методы получения голографических топограмм . . 55
2.2. Иммерсионный .метод.........66
2.3. Применение интерферометрии сдвига.....
2.4. Использование круговых и многоракурсных гологра-фических систем для перазрушающего контроля .
2.5. Определение оптимального температурно-влажиостно-го режима храпения монументальной живописи .
2.6. Применение метода лазерной интерферометрии при •контроле рельефа поверхности магнитных дисков , . 95
Глава 3. ГОЛОГРЛФИЧЕСКАЯ МИКРОСКОПИЯ ПРОЗРАЧНЫХ
ОБЪЕКТОВ.............10°
3.1. Области применения..........100
3.2. Голопрафичесжий интерферонднонный микроскоп МГИ-1.............'I07
Глава 4 НЕРАЗРУШЛЮЩИЙ КОНТРОЛЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ В ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКНАХ . '21
121
4.1. Методика намерении........„ • Vi'
42 Влияние рефракции света на точность измерении . - ^ 4.3. Исследование светофокусирующего волокна beltoc . \tt
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ КРИСТАЛЛОВ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ ........
51 Контроль распределения концентрации раствора в процессе роста кристалла и исследование однородности выращенных кристаллов.......• •
5.2. Исследование жизнеспособности биологических объектов при низких температурах.......1&/
Глава s. ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ . . le-t
6.1. Основные характеристики, задачи исследования . . 164
6.2. Особенности томографических измерений параметров дисперсной фазы многокомпонентных систем . . . 167
6.3. Измерение оплошности двухфазных потоков . . . 170
6.4. Измерение распределения скоростей ъ водосливной струе..............174
6.5. Исследование дисперсной фазы продуктов горения конденсированных систем........178
6.6. Исследование сплошной фазы продуктов горения конденсированных систем........185
6.7. Исследование модельных взрывов проволочки . . 198
Глава 7. ГОЛОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ В АВТОМОБИЛЬНЫХ ДИЗЕЛЯХ 205
7.1. Исследование распиливания топлива форсунками автомобильных дизелей.........206
7.2. Исследование характеристик газодинамических пото-
чшв в системах впуска—выпуска дизеля .... 217
Список литературы ............ 226
Предметный указатель...........235
Цена: 150руб.
