ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Элементы оптических систем обработки информации из "Оптическая томография " Рассмотрим некоторые элементы теории оптической обработки информации, которые будут использованы в следующих параграфах. [c.114] Воздейстоуя тем или иным способом на эти составляющие световой волны, можно преобразовывать входную информацию по необходимым законам. Эта обработка обычно ведется параллельно над всем массивом входных данных и практически мгновенно после ввода информации в оптический процессор По современным оценкам [60] эти преимущества оптической обработки информации по быстродействию и объему перерабатываемых данных в ряде задач, например при распознавании изображений, являются решающими по сравнению с цифровыми. Для быстрого ввода изображений и сигналов в оптические процессоры обычно используют так называемые пространственно-временные модуляторы света (ПВМС). Эти элементы являются наиболее узким местом оптических систем обработки информации. [c.114] Какие же операции над световыми сигналами можно реализовать в оптике Все многообразие математических преобразований, выполняемых оптическими элементами, основывается на ряде элементарных операций, например, таких, как преобразование координат суммирование и умножение преобразование Фурье. [c.115] Примером такой операции может служить преобразование координат волнового фронта. Для его выполнения применяются сферические и цилиндрические линзы или зеркала, плоские зеркала, призмы или их зеркальные аналоги, голограммные оптические элементы. Преобразование системы координат х, у, связанной с волновым фронтом, обычно рассматривается вдоль направления его волнового вектора. [c.115] Система сферических линз или просто одна такая линза осуществляет изменение масштаба волного фронта, т. е. выполняет преобразование вида Е(х,у)- Е(кх,ку), причем коэффициент к может быть и положительным, и отрицательным. [c.115] Цилиндрическая линза или система из них может кспользоваться для растяжения или сжатия волнового фронта вдоль одной оси, т. е. выполняет одномерное изменение масштаба. [c.115] При падении излучения на одно плоское зеркало или после его прохождения через нечетное число плоских зеркал, повернутых вокруг одной и той же оси, например оси у, направление другой координатной оси х, связанной с волновым фронтом излучения, изменяется на противоположное. Это преобразование можно описать в виде Е(х,у)- Е —х,у). Четное число зеркал, повернутых одинаковым образом, не вызывает никаких преобразований координат волновых фронтов падающего на них излучения. В этом случае меняется лишь направление волнового вектора. [c.115] В поперечном же сечении, препендикулярном оптической оси, призма Дове представляет собой плоскопараллельную пластину, следовательно, в направлении оси X, перпендикулярном у, волновой фронт не трансформируется. Обозначим эту ось призмы буквами СО (на рис. 4.1,а она перпендикулярна оси АВ и плоскости чертежа). Таким образом, при прохождении волнового фронта через призму Дове происходит его зеркальное отражение относительно оси СО В том случае, когда оси АВ и СО призмы не совпадают с осями х и у падающего на нее волнового фронта, таное зеркальное отражение приводит к повороту системы координат х,у. Этот процесс иллюстрируется рис, .1,6 В первом случае оси призмы АВ, СП и оси х, у входного изображения (маленькие стрелки) совпадают Тогда ось л изображения на выходе из призмы остается без изменения, а ось у повернется на 180° и займет положение у. Если оси призмы повернуты относительно их первоначального положения на угол а, то для получения ориентации системы координат X, У входного изображения (длинные стрелки) необходимо их зеркально отразить относительно оси С О. Из построения на рис. 4,1,6 видно, что оси выходного изображения X, повернуты относительно системы координат х, у на угол 2а. Однако после прохождения излучения через призму система координат кроме поворота еще и преобразуется из правой в левую. Поэтому для возвращения ее опять к правой, но повернутой системе координат необходима еще одна операция отражения от плоского зеркала. Заметим также, что призма Дове не меняет направления распространения падающего на нее излучения, а лишь поворачивает его вокруг этого направления. Если же в разрабатываемой схеме разрешается изменять направление ее оптической оси, то для вращения волнового фронта или изображения можно использовать одно или несколько плоских зеркал, повернутых вокруг взаимно перпендикулярных осей, но совпадающих с направлением координатных осей входного изображения. [c.116] Операции суммирования и умножения комплексной амплитуды волнового поля с какими-либо числами или функциями зависят от вида модуляции преобразуемого излучения. [c.116] При амплитудной модуляции суммирование двух оптических сигналов путем их смешения осуществляется с помощью полупрозрачного зеркала и регистрации Умножение амплитудного сигнала А(х,у) на произвольную функцию Т(х,у) достигается за счет прохождения этого сигнала через транспарант, комплексное пропускание которого равно Т(х,у). Транспарантом может служить обычная фотопластинка с записанным на ней полутоновым изображением Т(х,у) Таким образом реализуется амплитудная часть комплексного пропускания Т(х,у) Если же прозрачность транспаранта по всей площади постоянна, а меняется его толщина или показатель преломления, то реализуется фазовая часть пропускания Т х,у). [c.116] Вернуться к основной статье