Лет 30-40 назад пишущая братия с воодушевлением встретила сообщение о рождении новой области оптики - голографии. От нее ждали чего-то неожиданного, прорывного, верилось, что благодаря ей наука устремится вперед - в неизведанное. Но голография не особенно продвинулась в повседневную жизнь. Интерес к казавшемуся чуть ли не фантастическим научному направлению сам собой угас. Это не значит, конечно, что ученые вовсе перестали интересоваться голографией. Академик Олег Крохин, директор отделения квантовой радиофизики Физического института им. П.Н.Лебедева РАН давно вынашивает идею, как соединить рентгеновское излучение с голографией, тем самым совершив прорыв в диагностике.

- Голография начала быстро развиваться в связи с появлением лазеров примерно в 60-е годы прошлого века, - рассказывает Олег Николаевич. - Однако не получила широкого распространения в том числе и потому, что ее возможности ограничены очень узким, видимым диапазоном длин волн, который можно записать. Голография нашла применение в основном в фотографии - при создании объемного, трехмерного изображения, скажем музейных редкостей, да для защиты особо ценных документов, билетов. По сути, это новый вид фотографии, основанный на способе записи не прямого изображения, которое мы видим, а скрытой картины электромагнитного поля. Отражаясь от объекта, волна видимого диапазона позволяет запечатлеть форму, цвет, фактуру, движение предмета. Мы получаем более полную информацию об объекте, поскольку видим не плоское его изображение, а трехмерное - с разных сторон. Возникает ощущение существования предмета в пространстве.

Что будет, если перенести этот эффект в диапазон коротких длин волн, например рентгеновских, и тем самым использовать достоинства голографии при диагностике? Перед медиками открылись бы необыкновенные перспективы, если вместо "плоского" рентгеновского снимка они получили бы объемный, голографический. Насколько точнее врачи судили бы, скажем, о работе, состоянии сердца, размерах, характере опухолей, сложностях перелома! Ведь на обычный рентгеновский снимок накладывается тень от нескольких слоев предмета, а, скажем, "глубину" перелома хирург не видит. Отсюда трудности постановки диагноза, когда недостаток информации возмещается опытом врача, интуицией. Чтобы получить наиболее полное изображение, необходимо сделать несколько проекций, а для этого обратиться к достаточно сложному и дорогому методу томографии. Однако не меньший эффект могут дать объемные, голографические рентгеновские снимки. Но как их получить? Эта идея давно "грызла" меня. Я и сегодня не очень представляю, как реализовать ее технически, но в теории картина вырисовывается.

Рассмотрим, как строится изображение в обычной фотографии и как этот процесс осуществляется в голографии. Любую картинку можно построить из точек. Такая техника называется растровым изображением. В живописи такой подход называется “пуантилизмом”, он был создан французским художником Сера. Когда вы смотрите на растровое изображение, то при близком рассмотрении видите точки растра. При удалении они сливаются в сплошную поверхность, и ваш глаз или фотоаппарат видит “непрерывное” изображение с плавными переходами цветов и степеней яркости.

Эти же принципы я могу перенести на объект, построив его из точек такого размера, что глаз их не различает.

Теперь посмотрим на этот процесс с другой стороны и поймем, что такое голография. Итак, совокупность всех сферических световых волн, пришедших на ваш зрачок, содержит все необходимое для построения изображения с помощью линзы. А не можем ли мы “записать” всю эту совокупность, то есть сумму этих волн в плоскости зрачка или объектива?

Что значит записать? Световая волна - это движущиеся в пространстве электрическое и магнитное поля, которые несут с собой энергию. Как волну, которая приходит со скоростью света, “остановить” и записать? На помощь приходит явление интерференции, которую мы можем наблюдать на поверхности воды, если бросим одновременно в воду два камня на небольшом расстоянии друг от друга. В той зоне, где волны идут навстречу друг другу, картина движения воды как бы останавливается в пространстве и остается только колебание высоты волн во времени.

Можно убрать объектив, вставить в отверстие фоточувствительную эмульсию и проэкспонировать ее. После проявления мы получим запись результата интерференции совокупности пришедших от объекта волн, в том числе и “хорошей” волны - с постоянной по всей площади отверстия интенсивностью. Это и есть голограмма. Если пропустить через нее ту же “хорошую” волну, как через фильтр, на выходе появится совокупность волн, в точности соответствующая той, что пришла от объекта. Глядя на нее, вы будете видеть изображение объекта.

Теперь вернемся к рентгеновскому излучению. Запись изображения с помощью голографии, как мы уже говорили, невозможна: длина волны слишком мала, изображение получается размытым. В чем суть моей идеи? Я предлагаю дополнить рентгеновское излучение, "посадив" на него световую волну, как наездника на лошадь. То есть к рентгеновскому изображению, полученному на пленке, присоединить сферическую волну, которая “сидит” на нем и идет от объекта исследования. В этом случае мы получим объемное, голографическое изображение. Оно содержит ценнейшую информацию, необходимую медикам. Скажем, перелом на рентгеновском снимке предстанет теперь в объемном и полупрозрачном виде. Этот принцип может найти применение, например, в оптической локации - опять-таки для получения объемного изображения.

Самое трудное - "посадить" на рентгеновское излучение этот поток энергии, световую волну. Не знаю, осуществима ли технически моя идея сегодня, но в будущем, уверен, это станет возможно. Техника уже освоила высокие частоты модуляции, а именно в этом я вижу главную проблему.