Голографія та її застосування в медицині

Голографія – метод запису та відновлення об’ємного зображення, який базується на явищах інтерференції та дифракції.

Принцип голографії вперше запропонував англійський фізик Д. Габер в 1948 році, але його реалізація стала мож­ли­вою лише в 60-х роках після створення лазера – дже­ре­ла коге­рентного випромінювання. При звичайному фото­гра­фуванні на фотоплівці фіксується лише інтенсив­ність світ­лових хвиль, відбитих від різних точок предмета, без вра­ху­вання фазових співвідношень між хвилями, що обумовлені різною відстанню від точок предмета до фото­плів­ки. Реєстрація фаз можлива внаслідок інтерференції хвиль.

Для отримання голографічного зображення пучок ви­про­мі­нювання лазера за допомогою лінз поділяється на дві частини (мал. 8.12а).

а)	б)

Мал. 8.12. Принципи утворення (а) та відтворення (б) голографічного зображення.

Одна частина за допомогою дзеркала спрямовується на фотопластинку Г. Це так званий опорний пучок. Друга частина – предметний або сигнальний пучок – спрямовуєть­ся на предмет. Хвиля, відбита або розсіяна предметом, падає на фотопластинку і на її поверхні відбувається інтерференція відбитої хвилі з опорним пучком. Інтерфе­рен­ційна картина, зафіксована на фотопластинці, являє собою голограму. При падінні на голограму опорного пучка відновлюється зображення предмета. Око, яке дивиться крізь голограму, бачить уявне зображення предмета (пред­мет ніби-то “завис” у просторі в тому місці, де він був розташований при зйомці (мал. 8.12б)). Якщо змінювати положення ока, можна побачити різні деталі предмета, розташовані один поза одним і невидимі при прямому спостереженні. Об’ємне зображення вміщує більше інфор­мації, ніж плоске, а тому має широкі перспективи застосу­ван­ня в медицині (наприклад, голографічний гастроскоп). При відновленні зображення можна змінити довжину опор­ної хвилі. Так, голограма, що утворена ультрафіолетовими або інфрачервоними променями, може бути відновлена видимим світлом. Більш того, голограму, отриману в ультразвукових (механічних) хвилях, можна відновити видимим світлом. Це відкриває широкі можливості застосу­вання ультразвукової голографії для розглядання внутріш­ніх органів з діагностичною метою. Зображення предмета можна збільшити, якщо голограму, отриману за допомогою плоскої опорної хвилі, освітити сферичною хвилею. Цей метод застосовується в голографічному мікроскопі.