Таким образом, уже до появления лазеров теория голографии предсказывала возможность регистрации неискаженных пространственных изображений произвольных объектов. Однако получить голограммы естественных предметов в то время не удалось. Все эксперименты в этой области ограничивались регистрацией миниатюрных шкал оптических приборов, сильно уменьшенных фотографий печатных текстов и т. п.

Основная причина таких ограничений в выборе объектов заключалась в следующем. Мы уже отмечали, что трехмерная голограмма представляет собой фотографию стоячей волны, т. е. структуры, состоящей из множества поверхностей пучностей, отстоящих друг от друга на расстояние, равное приблизительно половине длины волны падающего излучения. Однако такая упорядоченная картина может существовать только в мозгу теоретика. В действительности же излучение любого источника представляет собой смесь из волн различной длины и, когда такое излучение падает на объект, каждая его монохроматическая составляющая образует свою стоячую волну. Расстояние между поверхностями пучностей этих стоячих волн по-прежнему равно половине длины волны образовавшего их излучения, однако, поскольку длины волн падающего излучения различны, будут различны также и расстояния между поверхностями пучностей каждой системы стоячих волн.

Нетрудно понять, что когда излучение реального источника образует картину стоячих волн и несколько систем стоячих волн с различными периодами накладываются друг на друга, то поверхности пучностей одной стоячей волны где-то обязательно совпадут с узловыми поверхностями другой и суммарная картина стоячих волн в этом месте размажется. Смазывание это начинается на некотором расстоянии от объекта, и это расстояние тем меньше, чем менее когерентен источник, т. е. чем больше различаются длины волн излучения, входящего в его состав. В частности, у обычных газоразрядных ламп степень когерентности такова, что глубина картины стоячих волн измеряется десятыми долями миллиметра. Такой же порядок величины должны иметь и голографируемые с их помощью объекты.

С появлением лазеров ситуация существенно изменилась. На самом деле, ведь даже у весьма ординарных лазеров длина когерентности измеряется сантиметрами, а если принять некоторые весьма простые меры, она возрастает до метров и десятков метров, что позволяет сиять практически все ограничения на размеры голографируемых объектов.

Первыми, кто использовал новые возможности и применил лазер для получения голограмм, были американские исследователи Е. Н. Лейт и Ю. Упатииеке (1964 г.). Запись голограмм в этом случае осуществлялась в общем по схеме Габора, однако в эту схему были внесены существенные изменения, которые позволили значительно улучшить качество реконструированного изображения. Главным из этих изменений было то, что Лейт и Упатниекс вывели фотопластинку, на которой записывается голограмма, из области тени объекта, где она располагалась по методу Габора (положение Fx на рис. 11), в боковую зону (положение F3). При этом были достигнуты одновременно два эффекта: во-первых, объект перестал затенять референтную волну, в результате чего появилась возможность регистрировать любые объекты, а не только те, у которых тень практически отсутствует, во-вторых, и это не менее важно, излучения истинного и ложного изображения перестали накладываться друг на друга и их взаимные искажения поэтому исчезли. Последнее нуждается в небольшом пояснении. Собственно говоря, оба изображения О' и О" остались на своих прежних местах. Однако лучи, образующие эти изображения, как видно из рис.11, пространственно разделились: лучи истинного изображения пошли по направлению 1-1, а ложного по направлению 2-2. Наблюдатель h3 при этом получил возможность видеть эти изображения по отдельности.

Однако несмотря на все эти, в общем весьма существенные, улучшения, отображающие свойства голограмм Лейта и Упат-ниекса,были все же более бедными, чем у голограмм с записью в трехмерной среде: ложное изображение в этом случае все равно оставалось, а реконструкцию можно было осуществлять только с помощью излучения лазера. Это и понятно, такие голограммы, как и голограммы Габора, являются частным случаем, когда на фотопластинке записывается одно из плоских сечений трехмерной картины стоячих волн.

В целом взаимоотношение между различными методами голографии можно определить следующим образом. Наиболее полный набор сведений об изображении объекта заключен во всей окружающей его беспредельной трехмерной картине стоячих волн. Одним из замечательных свойств голографии этой картины является то, что каждый ее фрагмент также создает все изображение объекта в целом. Деление первичной картины на фрагменты приводит только к тому, что восстановленное изображение, оставаясь целостным, постепенно обедняется. В частности, плоское сечение этой картины наряду с истинным изображением восстанавливает ложное. Кроме того, становится невозможным осуществлять реконструкцию белым светом. Свойство голограммы делиться без существенного ущерба для изображения может быть продолжено и дальше. Оказывается, что полное изображение объекта воспроизводит и каждый фрагмент плоского сечения, при этом только изображение становится все менее резким. Иными словами, голограмма обладает необыкновенной "живучестью", ее можно резать на куски, и каждый кусок все равно восстановит целое изображение объекта.

Установка для получения голограмм.