Голографические системы

К такому же результату мы придем и в том случае, если под Ар,, Арх, Ар, будем понимать векторы, соединяющие соответственно две точки предмета и их изображений. Коэффициенты пропорциональности в соотношениях (61.9) называются поперечными увеличениями V и V" голографической системы [c.250]

Здесь 2. (расстояния от изображения и объекта до линзы, точнее, до ее главных плоскостей) аналогичны г , rs. Показатели преломлений 2, 1 пространства предметов и пространства изображений следует соотнести с волновыми числами к, к. Роль фокусных расстояний голографической системы играют величины /, определяемые соотношениями [c.252]

Полезными свойствами обладают голографические системы определенного рода, в которых каждая точка предмета порождает на голограмме элементарную решетку Рэлея. Один из способов осуществления таких голограмм иллюстрируется схемой, изображенной на рис. 11.10. Плоский прозрачный объект, показанный пунктиром, просвечивается параллельным пучком лазерного излучения часть того же пучка фокусируется линзой А на малое отверстие О, которое служит источником опорной сферической волны. Схема обеспечивает, очевидно, когерентность опорной волны и волн, идущих от предмета. [c.254]

В результате дифракционного расширения изображения точки голографическая система не сможет отличить друг от друга две точки, если расстояние между ними меньше диаметра дифракционного пятна, т. е, они будут восприниматься в изображении как [c.256]

Рассмотрим математическую модель преобразования волновых полей в голографических системах. Чтобы не усложнять картину, ограничимся несамосветящимися непрозрачными объектами и монохроматическим освещением. [c.7]

Коррекция искажений голографической системы направлена на устранение тех искажений в восстановленном изображении, которые вызваны неидеальностью схемы съемки, измерения и восстановления голограммы. Наиболее характерными искажениями являются уже упомянутые выше маскирования изображений и шумы. [c.172]

Главной проблемой в коррекции восстановленных изображений является подавление шумов. Для изображений, восстановленных с голограмм, характерен особый и мало изученный вид шума — шум когерентности или спекл-шум, связанный с диффузными свойствами реальных объектов и искажениями голограмм в голографических системах [172]. Некоторые результаты изучения статистических характеристик этого шума при различных искажениях голограмм, полученные путем цифрового моделирования, приведены в гл. 10. Эти результаты, а также аналитическое изучение спекл-шума [147] показывают, что спекл-шум является гораздо более сложным объектом как по своим статистическим характеристикам, так и по взаимодействию с сигналом, чем привычный аддитивный флуктуационный независимый от сигнала шум, который обычно рассматривается в работах по обработке изображений [55, 86, 89]. Поэтому вопрос об оптимальной фильтрации такого шума в настоящее время остается открытым и для фильтрации используются методы оптимальной линейной фильтрации (подробнее [c.172]

Моделирование линейных преобразований типа свертки. Распространенным видом преобразования сигналов в голографических системах являются линейные пространственно-инвариантные преобразования, описываемые интегралом свертки [c.192]

Для того чтобы построить цифровую модель в голографии, необходимо иметь возможность задавать в цифровой форме объекты, поля, их преобразования в голографических системах, а также измерять их необходимые характеристики. Рассмотрим методы, которые можно использовать при построении цифровых моделей голографических систем. [c.201]

Принципы голографии в книге излагаются только в связи с рассмотрением структуры и характеристик голографической системы как системы передачи световой информации. Для более подробного знакомства [c.5]

В зависимости от характера объектов, особенностей схем записи и восстановления, характера регистрирующей среды, требований к времени записи и восстановления голографические системы и соответствующие голограммы можно определенным образом классифицировать. [c.26]

В практических голографических системах, как правило, используется диффузное Освещение объекта-транспаранта. Введение рассеивателя перед транспарантом равносильно освещению его большим числом точечных источников. Яркость этнх источников можно считать одинаковой, а начальные фазы волн от них различны. Это приводит к тому, что дифракционные картины от каждого из источников в значительной степени перекрываются. При этом информация о каждой точке объекта более равномерно распределяется по поверхности регистрирующего материала и, следовательно, голограммы и обратно, в каждой точке голограммы содержится информация обо всем объекте. Такое размазывание света от объекта приводит к повышению помехоустойчивости голограммы и к увеличению диапазона яркостей в объекте, который может воспроизвести голограмма. Использование рассеивателя улучшает также наблюдение мнимого восстановленного изображения объекта, так как при использовании рассеивателя оно видно на его фойе. [c.41]

Остановимся на упрощенной схеме преобразований сигналов, несущих информацию в голографической системе. Объединим все звенья в три звена в первом формируется заданное световое поле, несущее информацию от объекта в некоторую плоскость, в которую помещен светочувствительный материал. Второе — звено записи, в нем световое поле создает пространственный отклик на каком-либо материале, причем носителем информации является уже не свет, а физико-химические изменения отдельных зерен, электроны, или другие физические носители. Третье — звено восстановления волнового фронта, в нем свет взаимодействует с материалом и модулируется информацией, записанной во втором звене, и на выходе создается световое поле, подобное (с рядом ограничений) тому, которое создает объект. [c.54]

Согласно принципу суперпозиции каждая волна распространяется так, как будто другой волны не существует и, следовательно, при распространении волн каналы и сигналы, переносимые в них, остаются независимыми. Эта независимость может теряться при записи сигналов. Так как голографическая система состоит как из звеньев, в которых происходит только распространение волн, так и звена, в котором регистрируются их состояния в некоторой плоскости и выходной сигнал принимается некоторым оконечным светочувствительным приемником, то создаются условия для нарушения принципа суперпозиции. [c.58]

При рассмотрении информационных характеристик голографической системы прежде всего должны быть установлены предельные возможности передачи информации для идеальных голографических систем [21]. Под идеальными понимаем такие системы, потери информации в которых устанавливаются только принципиально неустранимыми причинами. Знание информационных характеристик идеальных голографических систем необходимо не только для оценки достижимого предела передачи информации, но и для того, чтобы иметь возможность сравнить голографические системы с привычными для нас линзовыми по способности передавать информацию об объекте. [c.62]

Здесь рассматривались два звена голографической системы записи и восстановления волнового фронта— и установлено, что ограничивающим информационную емкость в случае сверхвысокой разрешающей способности материала является звено восстановления. Но, кроме того, имеется звено формирования светового поля объекта и опорного пучка, информационная емкость которого при оптимальной реализации формирования поля ограничивается не больше, чем емкость звена восстановления. [c.67]

Поэтому можно считать, что информационная емкость идеальной системы определяется последним звеном и, следовательно, приведенные цифры относятся и ко всей голографической системе. [c.67]

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЧИНЫ ПОТЕРЬ ИНФОРМАЦИИ В ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ [c.69]

ШУМЫ В ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ [c.69]

Чтобы оцепить влияние пятнистости на потери информации в голографической системе, необходимо определить относительную флуктуацию интенсивности в пятнистой структуре по сравнению с изменением интенсивности в изображении, а также спектральный состав пятнистой структуры [26, 30]. Для рассмотренного случая прохождения когерентного света через рассеивающий экран средняя интенсивность равна корню квадратному из среднего квадрата флуктуации интенсивности. Предельный размер пятен, наибольшие частоты структуры определяются дифракцией на апертуре, и поэтому размер пятен обратно пропорционален относительному отверстию оптической системы. [c.71]

Приходится учитывать несколько таких функций, приводящих к различным видам потерь пространственной информации в голографических системах. Эти потери обусловлены прежде всего дифракционными ограничениями, связанными с конечными размерами (апертурой) голограммы, далее, аберрациями, возникающими при формировании сигнала в плоскости голограммы при записи и в процессе восстановления волнового фронта (т. е. во всех звеньях голографической системы), и, наконец, — отличием реальной ЧКХ записывающего материала от идеальной, т. е. различным пропусканием через второе звено различных частот сигнала. К существенным потерям пространственной информации приводят также шумы и нелинейность регистрирующего материала. [c.84]

Наиболее узким звеном голографической системы является второе ему присущи все виды потерь пространственной информации. Поэтому чаще всего при оценке разрешающей способности рассматривают, главным образом, влияние свойств голограммы и материала, на котором записывается голограмма. Необходимо, однако, отметить, что влияние потерь пространственной информации во втором звене голографической системы существенно зависит от характера формирования сигнала в первом звене и от особенностей восстановления волнового фронта. [c.84]

Рассмотрим далее влияние ЧКХ записывающего материала на передачу пространственной информации голографической системой [7]. [c.85]

Чтобы яснее представить себе картину потерь пространственной информации в голографической системе при передаче плоскою объекта, рассмотрим два частных случая формирования сигнала. В первом случае предположим, что опорная волна и волна от объекта имеют плоский фронт и выражаются следующим образом [c.88]

Влияние нелинейности в голографической системе сказывается не только на изменении соотношения интенсивностей деталей изображения по сравнению с распределением в объекте и, следовательно, не только на искажениях и потерях градационной составляющей информации. Нелинейность сказывается и в появлении ложных сигналов, потере пространственной и других видов информации. [c.96]

Рассмотрим искажения и потери информации, вносимые нелинейностью голографической системы. Нелинейным звеном в системе является звено записи. Однако влияние нелинейности зависит и от того, как формируется сигнал, а некоторые искажения, источники которых находятся в звеньях формирования сигнала и восстановления волнового фронта, оказываются сходными с искажениями, вносимыми нелинейностью записывающего звена. [c.96]

От значения постоянной составляющей (волны нулевого порядка) зависит интенсивность световых потоков при восстановлении волнового фронта первых порядков дифракции, следовательно, эта величина влияет на величину сигнала в изображении и, в результате, на контраст и отношение сигнал/шум на выходе голографической системы. Второе следствие, которое вытекает из соотношения (3.3.3)—появление более высоких гармоник частот, связанных с фс—фо, и следовательно, дополнительных изображений в высших порядках. Так как в (3.3.3) учитывается только квадратичная нелинейность, то можно ожидать, что в рассмотренном случае появляется изображение только вторых порядков. В действительности нелинейность приводит к появлению изображений и более высоких порядков. [c.97]

Объем передаваемой информации об объекте и качество изображения на выходе голографической системы в сильной степени зависит от подаваемой на вход энергии и, следовательно, от показателей, которые обычно связывают с чувствительностью системы. [c.103]

Определим изменение сигнала от входа к выходу голографической системы. Предположим, что имеем дело с объектом, на котором необходимо различить N элементов. Световой поток, образуемый лазером мощностью Р, распределяется между частью, попадающей на объект, и частью, создающей опорную волну. Обе эти части, перед тем как попасть на светочувствительный материал, ослабляются и создают на голограмме площадью Sr значения /о — интенсивности, соответствующей всему объекту, и значения h — интенсивности, соответствующей опорной волне. [c.107]

Это выражение даст связь чувствительности с параметрами и характеристиками голографической системы и записывающих материалов. [c.110]

Потери информации, существующие в голографических системах, приводят к тому, что реальная информационная емкость и пропускная способность системы становятся существенно меньше предельных. Для сравнения по этим характеристикам голографических систем менаду собой и с обычными линзовыми системами необход i-мо уметь оценить реальные информационные емкости и пропускную способность голографических систем. [c.111]

Совершенно очевидно, что вариант А может быть просто осуществлен линзовой системой, а в случае голографической системы можно считать, что голограмма соответствует линзе. В варианте Б различие между системами заключается в том, что линзовая система создает промежуточное изображение, которое могло бы служить и конечным, в то время как голографическая система создает закодированное изображение (записанный волновой фронт), которое необходимо на втором этапе декодировать (восстанавливая волновой фронт). [c.120]

СИМОЙ от царапин, трещин и различных дефектов записывающего материала. Характер влияния шумов в линзовой и голографической системах различен. Как правило, записывающий материал (например, фотопленка) шумит больше, чем линза, и, следовательно, в варианте А в этом отношении проявляется преимущество линзовой системы. В варианте Б, напротив, наличие дополнительной линзовой системы и дополнительного носителя информации приводит в общем случае к увеличению шумов в линзовой системе, в голографической же системе имеется дополнительный вид шумов — пятнистость, возникающая при освещении когерентным светом рассеивающей поверхности. В голографической системе приходится учитывать также фазовые шумы, что приводит к повышению в ней роли шумов. К сожалению, еще нет достаточных данных для количественного сравнения по шумам линзовой и голографической систем. [c.121]

Подобное утверждение подтверждается как теоретически [24], так и экспериментальными результатами. Так, в работе [40] показано, что разрешающая способность голографической системы достигает дифракционного предела. В той же работе приводится сравнение частотно-контрастной характеристики голографической системы с характеристикой почти безаберрационного [c.121]

Методы задания объектов. При моделировании могут исследоваться процессы в голографических системах с детерминирован-ными и случайными голографируемыми объектами. Для детерминированных объектов способ их цифрового описания задан по определению. Если требуется моделировать случайные объекты и поле на случайных объектах, то для их задания могут использоваться различные методы генерирования псевдослучайных последовательностей на ЦВМ. При этом статистические характеристики этих чисел (закон распределения, корреляционная функция и т. п.) определяются требуемыми статистическими характеристиками поля на случайных объектах. Поле на объекте может в зависимости от характера решаемой задачи задаваться либо в зкспоненциальном представлении через интенсивность и фазу, либо в виде ортогональных компонент. Последний способ удобнее и естественнее при моделировании, однако он часто связан с моделируемыми характеристиками объектов (например, их яркостью и формой поверхности) не Непосредственно, какприэкспоненциальномпредставлении, а опосредованно. [c.201]

ГОЛОГРАФИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ХРАНЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ИНФС МАЦИИ [c.284]

Кроме потерь, свойственных любым светопнформа-ционным системам, в голографической системе возникают потери информации и искажения, связанные с особенностями преобразований в звеньях такой системы. Сюда относится прежде всего появление спекл-шумов (пятнистости), обусловленное использованием когерентного света лазерных источников. [c.56]

Иным способом скажутся в голографических системах и традиционные источники искажений, так, например, недостаток разрещающей способности и плохая частотно-контрастная характеристика записывающего материала в некоторых случаях приводят к ослаблению контраста и повышению щумов участков, удаленных от опорного пучка. [c.57]

Проследим прохождение сигнала от входа к выходу голографической системы. Предположим, что имеем дело с объектом, на котором необходимо различить N элементов, и соответственно разобъем систему на N каналов. [c.57]

Дл5- оценки возможностей голографических методов передачи информации чрезвычайно важно оценить информационные емкость и пропускную способность реальных голографических систем. Такую оценку можно произвести только в результате расчетов потерь пнфор-кации в голографической системе. В свою очередь, рассчитать потерн информации можно только при наличии достаточно полных данных о характеристиках голографической системы. [c.68]

Воздействие шумов на потери информации в голографической системе имеет более сложный характер, чем в обычных фотографических и других светоинформаци-оиных системах [26—29]. Это связано с различием [c.69]

Голографическая система, как, впрочем, и линзовая, до регистрации изображения объекта плоским детектором сохраняет, хотя и в ограниченном объеме, пространственную информацию, относящуюся ко всем трем измерениям. При регистрации изображения детектором, плоскость которого расположена перпендикулярно направлению распространения света (оси г), информация об относительном расположении деталей в этом направлении теряется полностью или частично (частично в том случае, если имеются априорные данные об относительных размерах деталей объекта или о других характеристиках объекта). Однако регистрируя объект плоским детектором последовательно, во множестве положений по оси 2 или непосредственно объемным детектором, устанавливаем и данные, касающиеся расположения деталей объекта в. третьем измерении. Очень важно при этом установить особенности передачи пространственной информации по оси 2, в частности, и разрешаютцую способность системы по этому направлению. [c.93]

Значение световой энергии на фотографическом Материале, даже в том случае, если энергия отнесена к единице или к заданному количеству информации, определяет лишь чувствительность материала, но не системы, использующей этот материал. Чувствительность системы в целом определяется величиной, обратной световой энергии, подаваемой на объект, и позволяющей воспро-взвести определенный объем информации от объекта или энергией, приходящейся на единицу воспроизводимой информации. Существующие голографические системы требуют, кроме подачи световой энергии на объект, еще и дополнительной энергии для создания опорной волны. Как правило, один и тот же источник когерентного света с заданной мощностью распределяет ее между объектом и опорной волной. Это распределение может быть различным, и от него зависит достигаемый аффект. При определенных условиях достигаемый эффект максимален и, следовательно, в этом случае для передачи единицы информации требуется минимальная энергия. [c.106]

В связи с этим под чувствительностью голографиче ской системы будем понимать величину, обратную минимальной энергии, исходящей от источника и необходимой для создания на выходе системы совокупности сигналов или изображения, содержащих заданный объем информации. Сохранение заданного объема информации зависит от отношения сигнал/шум, приходящегося на одну элементарную информационную ячейку. Поэтому для определения чувствительности голографической системы необходимо задать необходимое отношение сигнал/шум на выходе системы, относящееся к одному элементу изображения с тем, чтобы в зависимости or значений шумов и других параметров системы определить значение выходного сигнала, а по нему с помощью имеющихся характеристик системы оценить значения [c.106]

Часто прохождение информации через систему и потери в ней необходимо оценивать не сравнением выходных характеристик всей системы с входными, а по характеристикам отдельных звеньев системы. В частности, для голографической системы большое значение имеют потери информации в голограмме, которые во многи.< практически важных случаях почти полностью определяют потери информации во всей системе. [c.116]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...