ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Преобразования волнового фронта в томографической интерферометрии из "Оптическая томография " Проекции искомого объекта представляют собой пространственное изменение фазы волны, прошедшей через объект, поэтому преобразования волнового фронта, соответствующие данному алгоритму, имеют некоторые особенности. На рис. 4.3 представлена оптическая схема трехракурсного томографа. Рассмотрим последовательно трансформации фазовой составляющей поля, осуществляемые оптическими элементами схемы. [c.118] Очевидно, что полученное поле не соответствует суммарному изображению сечения, так как операция суммирования проекций не реализована. Для ее выполнения необходимо перемножить поля, прошедшие через объект. В этом случае показатели экспоненты (фазы поля) просуммируются. Нами было предложено для перемножения полей использовать нелинейную регистрацию. [c.119] В общем случае при нелинейной голографической регистрации, которая может быть реализована либо с использованием нелинейности кривой фотоматериала, либо с использованием техники отбеливания голограмм, в пространстве при восстановлении образуется много порядков дифракции. При этом поле, восстановленное в т-м порядке дифракции, пропорционально т-й степени объектной волны [69]. [c.119] В [114] рассмотрен предложенный нами метод перемножения полей для случая трех зондирующих волн и указана комбинация углов падения опорного и объектных пучков на голограмму, при которой Яиск не перекрывается другими составляющими. [c.120] Из выражения (4,5) следует, что при восстановлении полученной на нелинейном регистраторе /2 голограммы формируется поле, фаза которого описывается суммарным изображением распределения показателя преломления в поперечном сечении объекта Для визуализации полученного распределения фазы можно использовать различные методы. Применение для этой цели интер-ферометрического метода позволяет представить искомую информацию в виде, наиболее удобном для наблюдателя. Тогда искомая информация о пространственном распределении показателя преломления в поперечном сечении фазового объекта будет представлена в виде системы интерференционных полос, которые являются изотетами восстановленного показателя преломления, причем при переходе от одной линии к другой значение его меняется на одну и ту же величину. [c.120] Предложенный метод восстановления суммарного изображения распределения показателя преломления непосредственно в процессе зондирования объекта был назван томографической интерферометрией [37, 115], а оптический томограф с преобразованием волнового фронта и интерферометрической визуализацией фазы поля — томографическим интерферометром. [c.120] Суммарное изображение представляет собой приближение искомой томограммы с точностью до операции свертки с функцией типа 1/г (подробнее см, гл, 1), Для более точного восстановления п х,у) нужно решать соответствующее уравнение при последующей обработке томографической интерферограммы на ЭВМ. Необходимость в этом для различного класса объектов будет подробно рассмотрена в 4.4. [c.120] Р Улучшение передаточной функции томографа в нашем случае возможно при использовании интерферометра радиального сдвига [37], подробно описанного в [116]. При этом реализуется алгоритм выполнения операции десвертки методом конечных разностей [60]. [c.121] Из сравнения графиков функций 1/г и Дг/г (рис. 4.4) видно,, что импульсный отклик томографического интерферометра вместе со сдвиговым улучшился (полуширина отклика на уровне 1 уменьшилась в 11УАг раз). [c.121] Тогда волновой фронт, прошедший через томографический интерферометр и интерферометр радиального сдвига,-несет информацию уже о более точном распределении показателя преломления в поперечном сечении объекта. [c.121] Разработанные принципы томографической интерферометрии были положены в основу построения оптических приборов, предназначенных для оперативного исследования распределения показателя преломления в сечении различнь1Х объектов. [c.122] 1 были развиты общие принципы томографической интерферометрии, одинаково пригодные для исследования произвольных объектов. Действительно, при анализе принципиальной схемы томографического интерферометра мы нигде не использовали каких-либо особенностей объекта. При построении реальных при-борсв, предназначенных для исследования конкретных объектов, общий подход не всегда оказывается оправданным. Наиболее целесообразно строить схему томографического интерферометра таким образом, чтобы полнее учитывать особенности анализируемых объектов. [c.122] Во многих практических задачах необходимо исследовать распределения показателя преломления в сечении объектов, которые не изменяются вдоль одной оси. К таким объектам относятся различные аэро- и гидродинамические потоки, струи жидкости и газа, плазменные шнуры и т. д. Наиболее типичным объектом данного класса можно назвать стекловолокна, в сечении которых профиль показателя преломления имеет произвольную форму. У этих объектов есть одна выделенная координата, вдоль которой показатель преломления не изменяется, т. е. [c.122] При зондировании данных объектов вдоль оси z можно получить распределение фазы поля, пропорциональное п х,у), что позволяет избежать решения обратной задачи и непосредственно измерять профиль показателя преломления. Однако очевидно, что подобное зондирование практически невозможно, так как продольный размер такого рода объектов, как правило, велик и источники, инициирующие их (форсунки, горелки, воздуходувки и т. д.), находятся также на этой оси. [c.122] Затем с помощью зеркал Ю, 12 излучение вновь направляется на объект и т. д. [c.124] Из выражения (4.7), так же как из (4.5), следует, что искомая информация о пространственном распределении показателя преломления в поперечном сечении фазового объекта представлена в виде системы интерференционных полос, которая одновременно является картой линий равных значений (изотет) показателя преломления. При переходе от одной линии к другой значение показателя преломления меняется на одну и ту же величину. [c.124] Оптическая схема томографического голографического интерферометра, предназначенного для исследования фазовых объектов с постоянным значением показателя преломления вдоль одной из осей, оказалась достаточно простой и удобной для практического использования. На ее базе было проведено исследование различ ных объектов и процессов, а также сконструированы оптические приборы ТГИ-1 и ТГИ-2. [c.125] На описанной в 4.2.2 схеме томографического интерферометра были проведены многочисленные экспериментальные исследования для самых различных объектов и процессов. Прежде чем приступить к описанию непосредственно экспериментов, отметим, что они преследовали две цели во-первых, продемонстрировать работоспособность метода, а во-вторых, показать, что получающиеся интерферограммы могут служить для непосредственного визуального контроля распределений показателя преломления в сечении объекта. [c.125] 3 мы уже отмечали, что суммарное изображение представляет собой малоконтрастное изображение томограммы. В медицинской диагностике данное свойство используется уже достаточно давно, что и определило широкое распространение классических томографов. [c.125] Вернуться к основной статье