От Аббе до Габора и Денисюка

Вряд ли кто-либо будет спорить с тем, что одним из самых замечательных открытий XX столетия является голография. Однако мало кому известно, что история голографии начинается с работ Аббе.

Впервые теория двухступенчатого преобразования изображения применительно к микроскопу была высказана Аббе еще в 1873 году. Согласно теории Аббе, изображение в микроскопе происходит в два этапа:

1) вначале в фокальной плоскости объектива формируется дифракционная картина;

2) затем из отклоненных пучков формируется оптическое изображение в плоскости, сопряженной с плоскостью объекта.

Следующий шаг на пути к голографии сделал в 1939 - 1942 годах сотрудник Кэвендишской лаборатории У.Л. Брэгг (1890 - 1971). В 1915 году ему была присуждена Нобелевская премия по физике «за заслуги в исследовании кристаллов с помощью рентгеновских лучей». Он был самым молодым нобелевским лауреатом по физике за всю историю премии. При анализе кристаллической решетки с помощью дифракции пучка рентгеновских лучей ему удалось осуществить преобразование дифракционного изображения кристалла одного из минералов в приближенное оптическое изображение структуры его кристаллической решетки. При этом фаза волны рентгеновского излучения им не регистрировалась.

Учесть информацию о фазе волны удалось голландскому физику Ф. Цернике. В 1934 г. он поставил перед собой задачу: изыскать метод, позволяющий улучшить контрастность изображения слабоконтрастных (фазовых) объектов при наблюдении их в микроскоп.

Первая голограмма была получена в 1947 году (задолго до изобретения лазеров) Деннисом Габором (1900 – 1979) в ходе экспериментов по повышению разрешающей способности электронного микроскопа. Он же ввел термин «голография», которым подчеркнул полную запись оптических свойств объекта. К сожалению, его голограммы отличались низким качеством. Нобелевская премия по физике ему была присуждена в 1971 году «за изобретение и развитие голографического метода».

Юрий Николаевич Денисюк. Совершенно самостоятельным путем к идее голографии пришел в конце 50-х годов XX века Ю.Н. Денисюк. Его внимание привлекли опыты Аббе по дифракционной картине изображения в микроскопе и опыты Френеля. У ученого возникло желание получить, используя явления дифракции, наиболее полную информацию об объекте и эту информацию зарегистрировать.

Юрий Николаевич Денисюк (1927 - 2006) свою научную карьеру начал в ГОИ (1954). Собственные эксперименты по голографии он стал проводить в 1958 году, работая в отделе, который возглавлял академик В.П. Линника (1889 - 1984). В то время в отделе велись работы по разработке и внедрению различных методов микроскопии (в частности, метода фазового контраста), а также методов контроля качества изображения объективов микроскопа. В 1962 году Денисюк предложил перспективный метод голографии с записью в трехмерной среде, а в 1968 году получил высококачественные голограммы.

В своих лекциях «Принципы голографии» (1978) Денисюк ссылается на теорию изображения в микроскопе Аббе. Он писал:

«Воспроизведение спектрального состава волнового поля все же не является основным эффектом голографии. Дату появления голографии принято отсчитывать от момента создания метода воспроизведения пространственной конфигурации волновых полей, так как именно в конфигурации волнового поля собственно и содержится та информация о структуре объекта, благодаря которой мы видим его изображение.