Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Топ:
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Интересное:
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Дисциплины:
2021-10-05 | 65 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Научно-технический прогресс оказывает активное воздействие и на криминалистику, призванную давать сфере борьбы с преступностью наиболее эффективные средства и методы деятельности. Криминалистика появилась и развивается, принося весомую практическую пользу правоохранительным органам, благодаря постоянной переработке достижений естественных и технических наук, созданию и внедрению в практику борьбы с преступностью специальных средств, приемов и методов.
Эффективность работы следственных и оперативно-розыскных органов весьма зависит от объема и качества использования достижений естественных и технических наук в раскрытии и расследовании преступлений. Это объясняется и тем, что члены организованных преступных групп активно берут на вооружение самые последние достижения научно-технического прогресса. Поэтому решать возникающие сложные задачи обнаружения, анализа и использования доказательственной информации практически невозможно, если широко и целенаправленно не использовать точные и надежные научные средства и методы.
Одним из существенных аспектов следственной деятельности является фиксация результатов процессуальных действий, отдельных криминалистических объектов, обстановки мест происшествия. Традиционно используемые технические методы регистрации информации позволяют получать высококачественные черно-белые и цветные изображения. Выше рассмотрены и специальные методы, посредством которых запечатлеваются особенности, невидимые в обычных условиях. Однако регистрируемые любым из рассмотренных способов изображения отличаются существенным недостатком — запечатленное на них является плоской копией исходной трехмерной картины. Этот недостаток значительно снижает информативность изображений и возможность анализа зафиксированных данных.
|
404
Попытки получить объемное изображение чисто фотографическими методами предпринимались с начала текущего века. Г. Липман в 1908 г. разработал метод интегральной фотографии, затем появились растровая и стереоскопическая съемки. Однако все они создают лишь иллюзию объмности изображений. Дать полную информацию об объемной сцене, создать ее оптический аналог до недавнего времени не удавалось. Наиболее удачное решение этой проблемы стало возможным со становлением голографии (от греч. holos — весь, полный и qrapho — пишу, черчу, рисую) — метода регистрации и воспроизведения волнового поля, создаваемого с помощью лазера.
Оптические квантовые генераторы — лазеры были созданы около 30 лет назад. Если все ранее известные источники электромагнитных волн оптического диапазона дают их беспорядочную смесь, то лазер действует иначе. Луч, который он испускает, имеет когерентный характер. Чтобы свет обладал когерентностью, он должен состоять либо из волн одной строго определенной длины, либо иметь регулярную фазу волны по ее фронту. Кроме того, лазерное излучение отличается необычайной яркостью; сосредоточением в очень ограниченном интервале длин волн, а кроме того, может быть сжато в сверхузкий параллельный пучок, обладающий острой направленностью.
Уникальные свойства лазерного излучения, которое способно сохранять постоянную частоту, фазу и поляризацию, высокая надежность квантовых генераторов, их доступность, целевое разнообразие выпускаемых типов стали важными факторами их широкого применения в криминалистике, в том числе для целей голо-графирования.
Голографию проще всего охарактеризовать как объемную фотографию с лазерным освещением. Она позволяет регистрировать и восстанавливать информацию об объекте на основе интерференционной записи и дифракционного воспроизведения волновых фронтов излучения. Процесс сложения двух волн, в результате которого образуется новая волна, называется интерференцией. Если волны совпадают по фазе, интерференция усиливается, а если они находятся в противофазе, — ослабляется. Система перемежающихся темных и светлых полос (фаза — противофаза) называется интерференционной картиной. Свет разных цветов будет создавать интерференционные картины с различным расположением полос.
|
Голография позволяет регистрировать волновой фронт, отраженный от предмета, а затем восстанавливать его таким образом, что у наблюдателя возникает ощущение, будто он видит реальный пред-
405
мет. Трехмерность изображения обусловливается дифракцией, т.е. заходом лучей в область тени в результате огибания предмета.
Лазерное излучение возникает от воздействия внешнего источника энергии (так называемой накачки) на активное вещество, переходящее вследствие этого в возбужденное состояние и испускающее упорядоченные кванты энергии. Активным веществом лазера служит среда с определенной системой энергетических уровней, состоящая из частиц (атомов, ионов или молекул). В зависимости от вида используемого активного вещества выпускаются газовые, твердотельные и жидкостные лазеры. По режиму работы они в свою очередь подразделяются на генераторы импульсного и непрерывного действия. Последние характеризуются постоянным режимом накачки (подачи энергии) и непрерывно излучают когерентный свет. В импульсных лазерах энергия, запасенная активным веществом, высвобождается за очень короткий промежуток времени, образуя мощный и практически мгновенный световой импульс.
Активной средой газовых лазеров, оптимальных для целей голографии, служат чистые газы, их смеси, а также смеси газа и паров металла. Наиболее употребимы гелий-неоновые, аргоновые, азотные квантовые генераторы. Их отличает ряд достоинств: высокие монохроматичность и когерентность, малая расходимость пучка, низкая потребляемая мощность. Работают они как в импульсном, так и в непрерывном режиме, излучая свет в диапазоне от инфракрасной до ультрафиолетовой зоны спектра.
Взаимодействуя с веществом голографируемого объекта, световой поток лазера рассеивается, поглощается, дифрагирует и интерферирует. Эти довольно сложные процессы формируют изображения запечатлеваемых объектов как в когерентном (голограмма), так и в обычном свете. Они же запускают фотохимические реакции, создающие скрытое изображение этих объектов в светочувствительных фотоэмульсионных слоях.
|
В последние годы голография стала широко известной тем, что позволяет получать эффектные объемные цветные изображения различных объектов, в том числе криминалистических. Действительно, если записать и воспроизвести со всеми подробностями поле излучения, рассеянное объектом, то глаз не отличит восстановленное поле от реального объекта. Возникнет иллюзия присутствия запечатленного объекта перед наблюдателем, причем в ярком цветном изображении. Более того, нельзя не отметить, что голограмма способна воспроизводить свыше миллиона оттенков яркости, в то время как для обычной фотографии этот показатель не превышает сотни.
406
Голографию предложено определять как фотографический метод записи и воспроизведения световых, звуковых и других электромагнитных полей. Ее основы были заложены в работах английского физика Д. Габора в 1948 г. Он первый теоретически показал, что фотографическая регистрация интерференционной картины, возникающей при взаимодействии сложной волны, рассеянной запечатлеваемым объектом, с простой волной (обычно эту волну именуют опорной), способна восстанавливать волну объекта, если на такую запись — голограмму — снова направить опорную волну. В отличие от обычной фотографии, регистрирующей информацию только об интенсивности объектной волны, голограмма фиксирует еще и ее фазу, записывает и воспроизводит спектральный состав образовавшего ее излучения. Отсюда, собственно, и' произошел термин «голограмма», означающий полная, всесторонняя запись.
Рассмотрим принципиальные основы голографии. Все освещаемые объекты поглощают, отражают и рассеивают свет. Формирующееся при этом световое поле содержит полную информацию об объектах, их форме, взаимном расположении и даже материале, из которого они состоят. При осмотре объекта именно на это поле реагирует глаз наблюдателя. Полученную информацию анализурует мозг, в результате человек видит. В каждом из направлений перемещения зрачков наблюдателя структура светового поля, формируемого объектом, несколько отличается от соседнего. Поэтому смена ракурса осмотра приводит к изменению наблюдаемого взаимного положения объектов. Следовательно, для наиболее полной регистрации информации нужно фиксировать не изображение объекта, а формируемое им световое поле. Научившись регистрировать это поле, а затем восстанавливать его, можно «увидеть» образ объекта таким же, каким он был в момент фиксации.
|
Суть предложенного Д. Табором метода состоит в регистрации интерференционной картины двух лучей, освещающих объект: опорного и объектного. Для получения голограммы луч лазера делят на два, причем опорный направляют непосредственно на фотослой, а другим освещают объект. Отраженный от объекта свет тоже попадает на фотопластинку. Образующаяся у ее поверхности картина интерференции световых волн (опорной и объектной) регистрируется фотоэмульсией. Таким образом, при телеграфировании происходит взаимодействие двух когерентных волн, а возникающая при этом интерференционная картина — периодическая структура темных и светлых полос или пятен — содержит полную информацию о запечатленном объекте. Именно эта картина и регистрируется на светочувствительном материале.
407
Голограммы бывают двух основных типов: просветные и отражательные. Освещение первых комплексно-сопряженной волной приводит к восстановлению действительного изображения объекта. При установке проявленной фотопластинки на место, где она экспонировалась, (если убрать объект и делитель луча) при включении лазера наблюдатель увидит объемное цветное изображение объекта. Происходит это потому, что световая волна взаимодействует со сложной структурой, зарегистрированной в эмульсионном слое, а в результате формируется изображение запечатленного объекта. Другими словами, голограмма отражает свет так же, как реальный объект, а возникающее световое поле в точности соответствует объектному.
Несмотря на отличия в схемах записи, голограммы характеризуются рядом общих свойств, обусловленных единством метода регистрации:
1. Голограмма — это не изображение объекта, а зарегистрированное распределение интерференционной картины объектного и опорного волновых полей. Для голографического метода не существует понятий «негатив —позитив».
2. Голограмма точно воспроизводит поле объектной волны лишь при строго определенных условиях. Это позволяет на одну регистрационную среду последовательно записать, а затем воспроизвести несколько различных интерференционных картин. Число голограмм определяется свойствами регистрирующей среды и голографической схемой.
|
3. При записи голограммы каждая точка объекта рассеивает излучение практически на всю поверхность регистрирующей среды. Поэтому в любой точке голограммы содержится информация обо всем объекте. Отсюда следует несколько особенностей голографического процесса. Во-первых, любой участок голограммы способен воспроизводить образ всего объекта. Уменьшение размера голограммы приводит лишь к некоторому ухудшению качества изображения. Во-вторых, отдельные дефекты голограммы (трещины и царапины на эмульсии), в отличие от фотонегативов, практически не отражаются на качестве восстанавливаемого изображения.
Поскольку экспозиция при голографировании может длиться до нескольких минут, голографическая установка должна быть надежно защищена от механических воздействий. В противном случае не будет обеспечена стабильность пространственного положения интерференционных полос по отношению к регистрирующей среде, необходимая в течение всего времени экспонирования. Продолжительность экспозиции определяется требуемой яркостью получаемо-
го изображения и зависит от мощности лазера. При сравнительно малой мощности время экспозиции составляет несколько секунд.
Одним из основных элементов любой голографической системы служит источник излучения. В большинстве случаев при голографировании в качестве такого источника используют гелий-неоновый или аргоновый лазер. Гелий-неоновый лазер, например, представляет собой длинную тонкую стеклянную трубку с электродами, заполненную смесью этих инертных газов. Возле концов трубки установлены зеркала, положение которых отрегулировано так, что свет, отражаясь от них, многократно проходит по трубке вперед и назад без отклонения. В результате возникает когерентное световое излучение. Поскольку излучаемый пучок имеет малый диаметр, для равномерного освещения объектов съемки и регистрирующей среды его расширяют до нужных размеров посредством специальных микрообъективов.
Необходимыми элементами голографической системы являются зеркала и светоделители. Распространены зеркала с алюминиевым или серебряным покрытием, коэффициент отражения которых в видимом диапазоне близок к 90%. Светоделители служат для разделения излучения на пучки, которые затем используются для освещения объекта и формирования опорного луча. При проведении голо-графических съемок наиболее удобны светоделители с переменным коэффициентом деления. В этом качестве могут выступать специальные зеркала, светоделительные кубики и объемные голографические решетки. При соответствующих условиях глубина голографируемой сцены может достигать нескольких метров.
Непременным компонентом любой голографической системы служит регистрирующая среда. Она определяет качество восстановленного изображения, его яркость, соотношение сигнал/шум, требуемую экспозицию. В голографии используются среды обратимые и необратимые. Обратимыми считаются те, голографическая информация с которых может быть стерта. Запись и стирание в таких средах могут повторяться многократно без заметного снижения качества восстанавливаемого изображения. Особый интерес к таким средам объясняется тем, что они обычно не требуют «мокрой» обработки, а записанная информация визуализируется сразу после регистрации голограммы.
К обратимым средам относятся: электрооптические и полупроводниковые кристаллы, халькогенидные стекла и пленки, жидкие кристаллы, фототермопластические, магнитооптические и фото-хромные среды, растворы органических красителей и проч. Шире
409 |
408 |
27-171 |
других применяются фототермопластические среды, которые по своей светочувствительности не уступают галогенидосеребряным, в то время как их спектральная чувствительность перекрывает весь видимый спектр.
Необратимые регистрирующие среды позволяют осуществлять однократную запись голографического поля и многократное его восстановление. К ним относятся пленки слоистых полупроводников, фоторезисторы, бихромированная желатина (БХЖ), диазотипные и галогенидосеребряные метериалы. Наиболее эффектные голограммы получают на БХЖ, однако самыми распространенными при проведении голографирования стали галогенидосеребряные среды. Они отличаются широкой спектральной и высокой энергетической чувствительностью, большой разрешающей способностью. В России и за рубежом имеется довольно широкий ассортимент галогенидосе-ребряных материалов для голографирования, сенсибилизированных на различные длины волн. Помимо стеклянных пластинок размером от 4x4 мм до 280x406 см для голографирования применяются также гибкие пленки, которые можно делать размером до 6 м2, что позволяет получать очень большие голограммы. Это особомелкозернистые пластинки ВРЛ, ПЭ, ЛОИ, пленки ФПСВ и ФПП. Хорошо зарекомендовали себя также материалы, выпускаемые фирмами «Кодак», «АгфаТеверт» и др.
Обработка галогенидосеребряных материалов состоит из: 1) проявление (проявители Д-19, УП-2М, Кодак-71) — 3—4 мин; 2) первая промывка — 1 мин; 3) фиксирование — 10 мин; 4) вторая промывка — 12 мин; 5) споласкивание в растворе поверхностно-активного вещества — 30 с; 6) сушка.
Оба приведенных в табл. 39 проявителя являются концентрированными растворами. Нормальный проявитель получают из расчета 37,5 мл концентрированного раствора на 1000 мл дистиллированной воды, т.е. из 1 л проявляющего состава получается 26,7 л рабочего раствора. Проявление лучше осуществлять в вертикальной кювете при непрерывном ее покачивании. Процесс ведется до полного истощения проявителя. Необходимо учитывать, что рабочий раствор нестоек, а потому подлежит приготовлению перед использованием. Обработка в фиксаже необходима лишь тогда, когда нужно добиться усадки фотоэмульсионного слоя. Одновременно с этим происходит смещение цвета изображения в желто-зеленую зону спектра.
Появился новый светочувствительный материал «реоксан», который позволяет записывать голограммы на большую глубину и затем фиксировать запись. Этот материал представляет собой полимерную
410
Таблица 39
|
|
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!