Holografický Michelsonův interferometr je stejně citlivý jako Michelsonův interferometr popsaný v kap. 9.1. Tento holografický interferometr umožňuje však zviditelnit a měřit změny polohy téhož difúzního povrchu ve dvou stavech objektu registrovaných ve dvou časových úrovních. Zařízení pracuje rovněž nejčastěji se světelnými zdroji - lasery.
Sestava holografického Michelsonova interferometru je uvedena na obr. 9-3. Úzký světelný svazek paprsků z laseru LA je upraven pomocí čoček C1 a C2 (s využitím prostorového filtru, viz kap. 2.15) na paralelní svazek paprsků, který se na děliči D rozdělí na dva svazky. Předmětový svazek p osvětluje měřený objekt O. Světlo odražené od objektu se šíří zpět a dopadá pak skrz dělič D na fotografickou desku H. Druhý svazek r je po odraze na zrcadlech Z1 a Z2 usměrněn rovněž na fotografickou desku H. Svazek r plní funkci holografického referenčního svazku, nebo také rekonstrukčního svazku. Zařízení může pracovat metodou dvojí expozice, nebo také v reálném čase.
Obr. 9-3 Holografický Michelsonův interferometr (LA laser, C čočky, D dělič, Z zrcadla, H fotografická deska – hologram, O1,2 objekt ve stavu 1 a 2, P směr pozorování, p předmětový svazek, r referenční svazek)
Práce metodou dvojí expozice
Při práci metodou dvojí expozice se provedou dva holografické záznamy objektu O na stejnou fotografickou desku. Předmětovým svazkem je svazek p a referenčním svazkem pro záznam hologramu je svazek r. Prvý záznam se provede s objektem ve stavu 1 O1 a druhý záznam s objektem ve stavu 2 O2. Jestliže se povrch objektu ve stavu 2 mírně odlišuje od povrchu objektu ve stavu 1 (díky deformacím, posuvu či vibracím), pak po vyvolání fotografické desky H a po jejím zpětném umístění do sestavy lze provést rekonstrukci hologramu (rekonstrukčním svazkem r), při které se objeví obrazy obou objektů O1 a O2 zároveň a interferenční proužky. Tyto proužky jsou obrazem změny polohy povrchu objektu mezi stavem 1 a 2. Jelikož změny polohy povrchů objektů O1 a O2 jsou malé, samotné tvary objektů se při rekonstrukci od sebe neodlišují.
Práce v reálném čase
Experimentálně náročnější je však práce s interferometrem v reálném čase. Na fotografickou desku H se provede pouze záznam objektu O1 v referenčním stavu. Předmětovým svazkem je přitom svazek p a referenčním svazkem pro záznam hologramu je svazek r. Po vyvolání fotografické desky a po jejím umístění zpět do sestavy (lze provést pomocí speciálního držáku) je možné provést rekonstrukčním svazkem r rekonstrukci a objeví se obraz objektu O1. Je-li v sestavě ještě přítomen a osvětlen objekt O, je možné v případě jeho deformování či při různých posuvech sledovat ve směru P interferenční proužky, které jsou obrazem změny polohy povrchu objektu mezi stavem 1 reálným stavem povrchu.
Vyhodnocování deformací měřeného povrchu či jeho posuvů lze provést stejně, jako v kap. 9.1, viz rov. (9-1). Příklad holografického interferogramu duralového kvádru s naftalenovou vrstvou ve střední části (označeno šipkou), který byl pořízen metodou dvojí expozice, je uveden na obr. 9-4. Mezi jednotlivými expozicemi byl kvádr mírně šikmo natočen a došlo k odsublimování části naftalenového povrchu. Velikost natočení lze vyhodnotit z polohy a hustoty šikmé osnovy proužků, odsublimování části naftalenového povrchu způsobuje pak zmenšení kontrastu interferenčních proužků na naftalenové vrstvě, které po delším působení sublimace zcela vymizí.
Obr. 9-4 Holografický interferogram mírně natočeného duralového kvádru s naftalenovou vrstvou – Pavelek, Janotková [6-12]
Záření od difúzního povrchu nemůže vytvořit viditelnou interferenci se zářením od jiného difúzního povrchu, i když mají povrchy přibližně stejné tvary. Částice tvořící tyto difúzní povrchy jsou totiž uspořádány nahodile a interference vznikne jen tehdy, jsou-li oba povrchy tvořeny částicemi v jisté korelaci (částicemi rozmístěnými na obou površích stejně, ale navzájem částečně posunuté). Na obr. 9-4 se díky sublimaci korelace částic zhoršuje, jelikož odsublimovaný povrch je tvořen jinými částicemi než povrch před sublimací.
Pozn.: Tento jev si lze vysvětlit např. na základě poznatků z vyhodnocování rychlostí u metody PIV, viz kap. 3.7. Při zcela nahodilých posuvech částic mezi jednotlivými obrazy získanými metodou PIV by četnosti jejich vzdáleností v obr. 3-16 byly velmi různé a nedošlo by k profilaci nejčetnější vzdálenosti. Stejně tak nedošlo k profilaci interferenčních proužků po delší sublimaci naftalenu, viz Obraz 1.
Holografický Michelsonův interferometr lze použít pro měření deformací a posuvů povrchů a pro měření vibrací. Topografická měření lze provádět jen po určitých úpravách sestavy, viz kap. 9.5. Citlivost a přesnost určování změny polohy povrchu je přibližně rovna čtvrtině vlnové délky použitého světla, což odpovídá změně polohy mezi sousedním světlým a tmavým interferenčním proužkem. V optické oblasti představuje čtvrtina vlnové délky světla hodnoty okolo 10-4 mm. Vzhledem k této přesnosti musí být deformace či posuvy malé, aby v obraze nevzniklo mnoho proužků, které by splývaly. Výhodou holografického Michelsonova interferometru je to, že může pracovat se složitými difúzními povrchy a optické prvky nemusí mít vysokou kvalitu. Nevýhodou zařízení je, že má relativně malé zorné pole (omezeno je velikostí děliče D a čočky C2), a proto neumožňuje výzkum větších objektů.