Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik [2004]

252 H. Tiziani
Hauptvorteile der holographischen gegenüber der klassischen Interferometrie:
• Die Wellenfelder dreidimensionaler Oberflächen können zeitlich nacheinander
gespeichert und anschließend gemeinsam rekonstruiert werden.
• Die Technik ist bei optischen, rauhen Oberflächen vorzugsweise anwendbar.
• Es können wesentlich größere Objekte mit vertretbarem Aufwand untersucht
werden.
Die zur Zeit üblichen Verfahren der holographischen Interferometrie lassen
sich in drei Gruppen einteilen:
• Doppelbelichtungsholographie: Zwei Belichtungen vor und nach der Beanspruchung
des Objekts werden auf der gleichen photographischen Schicht
registriert.
• Echtzeitholographie: Nach der ersten Belichtung des Hologramms wird die
Photoplatte entwickelt und sehr genau in die ursprüngliche Position des
Experimentieraufbaus gebracht. Das Objekt wird nun durch das Hologramm
beobachtet. Änderungen des Objekts erscheinen als Interferenzstreifen.
• Zeitmittelholographie zur Schwingungsmessung: Das Hologramm wird
während einer Anzahl harmonischer Schwingungen des Objekts registriert.
Knotenlinien tragen dabei wesentlich mehr Information zum Interferenzbild
(Hologramm) bei als sich bewegende. Doppelpulstechniken
bieten sich insbesondere bei nichtharmonischen Schwingungen an.
Doppelbelichtungsholographie. Das Grundexperiment besteht darin,
dass das zu untersuchende Objekt im spannungsfreien Zustand im Auflicht
holographisch aufgenommen wird, die Belichtung wird aber nach der halben
Gesamtbelichtungszeit unterbrochen. Danach unterwirft man das Werkstück
den Kräften, deren verformende Wirkung gemessen werden soll, und beendet
die Belichtung. Man überlagert auf diese Weise zwei Hologramme auf derselben
Platte, deren rekonstruierte Wellenfronten sich aufgrund der Verformung
geringfügig unterscheiden und makroskopische Interferenzen erzeugen.
Bei der Überlagerung von zwei Wellenfronten, wobei zwischen den beiden
Belichtungen eine geringfügige Änderung auftreten kann, seien U0 und Ū0
die Wellenfronten des Objekts bei der ersten bzw. zweiten Belichtung.
Auf der Photoplatte erhalten wir die Summe der Amplitudenquadrate der
beiden Belichtungen, nämlich den Ausdruck (12.10). Wird der Speicher (Photoplatte)
entwickelt und mit einer zur Referenzwelle UR identischen Welle
beleuchtet, so ist die Rekonstruktion durch (12.11) gegeben.
Wir betrachten nun die zwei dreidimensionalen Bilder von U0 und Ū0 des
Objekts, die kohärent überlagert werden. Sie interferieren miteinander und
erzeugen Streifen gleicher Verschiebung oder Deformation. Allerdings sind