Изображение когерентное освещение

При когерентном освещении (удаленный источник малых размеров) все точки щели лежат на одной волновой поверхности, а все элементарные световые колебания синфазны и, следовательно, способны интерферировать. Это приводит к появлению максимумов и минимумов в распределении освещенности по контуру изображения спектральной линии. Структура изображения линии и распределение интенсивности в ее поперечном сечении сильно зависят от ширины щели. [c.21]

Во втором случае с использованием протяженного источника пространственная когерентность освещенности на апертурном экране отсутствует (мы можем предполагать, что временная когерентность имеет место в обоих случаях). Как мы видели, полосы, обусловленные волновыми фронтами из одной точки источника, смещены относительно полос от фронтов из других точек источника. Если источник достаточно большой, то окончательным результатом является пятно на экране со сравнительно равномерной освещенностью. Тем не менее здесь полосы образуются так же, как и в первом случае, но они являются мгновенными, и их положение непрерывно изменяется, давая однородную освещенность даже за минимально возможное короткое время. Из наличия информации об индивидуальных фазовых соотношениях в свете, который будет поступать на внесенные линзы, следует, что по-прежнему существует возможность сформировать изображение апертуры с помощью линз. (При когерентном освещении стабильность фазовых соотношений при некоторых условиях позволяет записать полную информацию, включая фазы, о волновых фронтах от апертурного экрана в этом состоит основа голографии (разд. 5.4.) [c.19]

Вышеприведенные замечания о формировании изображений при когерентном освещении (или, сокращенно, о когерентном формировании изображений) объекта в виде точечной маски в опыте Юнга равным образом применимы к 1) более сложным маскам, таким, например, как 35-мм слайды в диапроекторах, 2) непрозрачным объектам, освещаемым обычными тепловыми источниками света, и 3) само-светящимся объектам, которые люминесцируют (например, телевизионное изображение) или нагреты (например, инфракрасная фотография горячих тел). В каждой из этих категорий существуют те же мгновенные фазовые соотношения, какие мы описывали раньше. [c.19]

Для когерентно освещенного объекта количественное отождествление порядков дифракции с членами рядов Фурье, описывающих структуру объекта, и процесс их восстановления в изображение с помощью линзы, подобный фурье-синтезу, довольно подробно обсуждались А.Б. Портером в 1906 г. [47]. (Тогда не предполагали, что значительный шаг в этом направлении уже был сделан лордом Рэлеем [49] в 1874 г. и особенно в его статье [51].) [c.85]

Важность подхода с использованием этой модели состоит в ее чувствительности к процессу, при котором пространственные частоты структуры объекта (периодической и непериодической) выражаются дифрагированными волновыми фронтами и восстанавливаются для формирования изображения. Использование когерентного освещения позволяет воздействовать на дифракционную плоскость (плоскость пространственных частот) таким образом, что формирование изображения может управляться посредством фильтрации . Это один из аспектов оптической обработки, другие упомянуты в разд. 5.5. [c.85]

В тех случаях, когда когерентность освещения диктуется функциональным назначением системы (например, в фурье-ана-лизаторах), для увеличения отношения сигнал/шум принимают чисто конструктивные меры уменьшают число поверхностей, применяют иммерсию, где это возможно, внеосевое построение схемы (как в п. 4.5). Если же когерентность освещения является лишь следствием монохроматичности излучения и как таковая не нужна, ее желательно искусственно разрушить. Наиболее известный способ решения этой задачи — установка перед предметной плоскостью вращающегося матового рассеивателя. В этом случае паразитная интерференционная картина в плоскости изображения меняется во времени, что позволяет усреднить ее при регистрации изображения на фотоматериале и тем [c.189]

Вторая проблема, возникаюш,ая при когерентном освещении,— изменение условий формирования изображения по сравнению с некогерентным случаем (имеется в виду изображение протяженного предмета) [30]. Хорошо известно, что при когерентном освещении происходит осцилляция интенсивности на [c.190]

Импульсный отклик системы, являющийся в случае когерентного освещения фурье-образом когерентной передаточной функции и имеющий смысл распределения амплитуды поля в плоскости изображения при наличии точечного источника в предметной плоскости, как следует из теории сдвига [24], описывается выражением [c.192]

Таким образом, использование сканирующего осветителя приводит к тому, что условия формирования изображения становятся соответствующими случаю частично когерентного освещения [30], причем функция взаимной когерентности у, как следует из выражения (6.14), представляет собой фурье-образ того распределения освещенности, которое создается за счет [c.192]

Однако наиболее существенное свойство сканирующего осветителя для систем с ДОЭ —его способность подавлять когерентный шум. В связи с этим при решении задач проекции изображения свет, дифрагированный в нерабочие порядки ДЛ объектива, можно рассматривать как равномерный фон, т. е. пьедестал, на который накладывается полезное изображение (см. п. 7.4). Конечно, контраст изображения при этом несколько снижается, но его искажение интерференционной картиной, возникающее при когерентном освещении, полностью исключается. [c.193]

Лебедев В. В. Нелинейно-оптическая система преобразования изображения из ИК-диапазона в видимый с высоким разрешением при когерентном освещении Дис.. .. канд. физ.-мат. наук 01.04.04.—Новосибирск ИФП СО АН СССР, 1975. [c.164]

Таким образом, случай когерентного освещения подобен случаю некогерентного освещения при условии выполнения суммирования изображений различных точек объекта по комплексным амплитудам, а не по освещенностям. [c.66]

Пр и когерентном освещении контраст изображения границы светлого поля не выражается в виде функции от того же интеграла, что и контраст изображения темной линии. [c.80]

Изображение освещенных объектов при когерентном освещении [c.97]

Распределение освещенности получаем, возводя в квадрат амплитуду А у, г ), это дает кривую вида, показанного на фиг. 32, причем величина максимума 2Ji Z) Z равна единице и контраст изображения темной точки при когерентном освещении будет равен (если s мало) [c.98]

Таким образом, контраст изображения тонкой темной линии при когерентном освещении выше, чем при некогерентном если сравнить его с выражением (5.16), то найдем, что контраст теперь в 2,36 раза выше, чем при некогерентном освещении. Заметим, что распределение энергии в изображении тонкой светлой линии дается формулой [c.99]

Таким образом, изображение фазовой решетки выявляет изменения освещенности. Можно сравнить это появление фазового контраста с образованием изображения амплитудной решетки при когерентном освещении. Достаточно написать для амплитудной решетки [c.118]

Частичная когерентность. Освещение в интерферометрах и образование изображения в микроскопе [c.120]

Образование изображения при частично когерентном освещении [c.139]

Изображение объектов со слабым контрастом при частично когерентном освещении [c.279]

На фиг. 135 показано, как меняется функция ЕЕ , если постепенно переходить от когерентного освещения (случай с ст очень мало) к некогерентному освещению (случай с это соответствует отверстию конденсора, равному отверстию объектива а= 1). Из графиков становится понятным, как последовательно изменяется изображение точки при переходе от функции 2Jj(Z)/Z к функции [2yi(Z)/ Z]2. [c.281]

На стадии восстановления обычно применяется система освещения лазерным пучком ахроматической голограммы с соответствующими требованиями к когерентности освещения. Однако, можно применять ахроматическое освещение и на стадии восстановления. Рассмотрим некоторые варианты, позволяющие получать восстановленное изображение плоской голограммы в лучах белого света. При освещении обычной голограммы белым светом восстановленные изображения размазываются в соответствии со свойствами дифракционной решетки разлагать спектр на его составляющие компоненты. Такую дисперсию можно погасить, если использовать дифракционную решетку, имеющую тот же шаг, что и плоская голограмма. Такая решетка взаимодействует с первым порядком дифракции на голограмме и вводит в свой — 1 порядок дифракции поле обратного знака, компенсируя таким образом дисперсию голограммы (рис. 1.13). Влияние распространяющегося вдоль оси голограммы света нулевого порядка может быть устранено либо достаточным удалением решетки от голограммы [13], либо с помощью экрана типа жалюзи [14]. Аналогичная компенсация достигается и для действительного изображения. [c.29]

Книга содержит введение в качественную теорию дифракции и анализ образования изображений при некогерентном и когерентном освещении. В ней рассматриваются свойства когерентного света и излагаются теоретические и экспериментальные основы оптической голографии (восстановления волнового фронта). [c.4]

В гл. 5 рассматривается процесс образования изображения при когерентном освещении как естественный предшественник голографии. В голографическом аспекте описаны метод филь- [c.8]

Можно представить себе и многие другие примеры синтеза изображения как при некогерентном (настоящая глава), так и при когерентном освещении. [c.56]

ОБРАЗОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПРИ КОГЕРЕНТНОМ ОСВЕЩЕНИИ [c.90]

Основная особенность процесса образования изображения при когерентном освещении состоит в том, что перед регистрацией сначала складываются комплексные амплитуды, а затем интенсивности. Как и в случае некогерентных систем, здесь, очевидно, будет зарегистрирована только интенсивность результирующего поля, а именно 1 Ej = ЕЕ — квадрат модуля вектора электрического поля Е. Однако к полю сигнала можно добавить когерентный фон и путем интерференции обратимо зарегистрировать как амплитуду, так и фазу комплексного сигнала. Типичный пример интерферометрического гетеродинирования, используемого в голографии, описан в разд. 6 гл. 1. Более полно регистрация фаз в оптике будет рассмотрена в гл. 6. [c.90]

Для наилучшего использования света прибором нередко между щелью и источником света располагают вспомогательную линзу (конденсор), с тем чтобы свет заполнил весь объектив коллиматора. Увеличение размера конденсора, при котором апертура выходящего из него пучка превысит апертуру коллиматора, бесполезно с точки зрения использования светового потока, однако некоторое перезаполнение коллиматора представляет известные преимущества, так как позволяет получить условия освещения, легче поддающиеся теоретическому анализу (уменьшение степени когерентности освещения, см. 22). При больших линейных размерах источника света, расположенного на соответствующем расстоянии от щели, необходимое заполнение коллиматора осуществляется чисто геометрически, без помощи конденсора. Однако и в этих случаях, равно как и при малых размерах источника, нередко применяют конденсоры даже более сложного устройства, с тем чтобы выделить ту или иную часть источника света и обеспечить равномерность освещения щели и равномерность освещенности изображения (устранение виньетирования, см. 89). [c.340]

Рассмотрим рис. 1.5, на котором изображена объектная маска с двумя очень малыми апертурными отверстиями В и С, однородно освещенными квазимонохроматическим светом от удаленного источника. Плоские волны поступают по нормали к маске, а сферические волновые фронты расходятся из В и С. Схема такая же, как и в опыте Юнга, за тем исключением, что теперь дополнительно у нас есть линза, которая создает изображение точечных отверстий в плоскости, расположенной, как показано на рисунке. Непосредственный интерес представляет, однако, задняя фокальная плоскость линзы. Рассмотрим любую точку Р, лежащую в направлении под углом 0 к оси линзы в ней складываются вместе и интерферируют только составляющие, распространяющиеся от В и С в направлении 0 (сравните с опьггом Юнга, где интерференция в точке Р на рис. 1.1 происходит между светом, распространяющимся от апертур в разных направлениях). Мы увидим, что конкретная дифракционная картина (определяемая ниже как фраун-гоферовская) в задней фокальной плоскости отображающей линзы является особенно важным промежуточным шагом в формировании изображения, выполняемом линзой. Это позволяет оценить конечную стадию формирования изображения и предоставляет единственную и особую по своей важности возможность для преобразования изображения. Указанное обстоятельство подробно обсуждается в гл. 5, но здесь мы исследуем некоторые свойства картины, сформированной в описанном выше примере. Прежде, однако, отметим, что для экспериментального получения таких дифракционных картин Фраунгофера необходимо обеспечить существование статистических фазовых соотношений, обусловленных когерентным освещением (см. замечания в предьщущем разделе о различиях между когерентным и некогерентным формированием изображения). До гл. 5, где вновь обсуждается эта разница, мы будем (если не указано особо) предполагать, что условия когерентности выполняются. [c.20]

Все прочие функции освещенности дают эффект частично когерентного освещения, прйчем функцию взаимной когерентности в сканирующем осветителе можно варьировать в широких пределах, что позволяет в зависимости от конкретной задачи подбирать наиболее подходящий вид у. В простейшем случае подбор сводится к изменению радиуса окружности сканирования, что позволяет добиваться определенного эффекта при отображении предельно малых деталей изображения [6]. [c.193]

Спекл-шум часто является нежелательным свойством когерентного света. Пространственное разрешение объектов, освещенных лазерным светом, во многих случаях ограничивается спекл-шумом. Спекл-шум возникает также в реконструированном изображении голограммы и ограничивает пространственное разрешение этого изображения. Поэтому были разработаны методы, которые уменьшают влияние спекл-картины при когерентном освещении объектов [7]. Однако спекл-шум не всегда является вредным эффектом. Действительно, разработаны методы, в которых используются свойства спекл-картины (спекл-интер-ферометрия), чтобы определять довольно простым способом деформации крупных объектов, вызываемые, например, напряжениями или вибрациями [7]. [c.470]

Есл1 в системе, изображенной на рнс. 5.2, используется когерентное освещение, то в выходном изображении будет присутствовать спекл-шум (зернистая структура). По этой причине некогерентные системы или системы, использующие белый свет, предпочтительны в тех случаях, когда результатом обработки является изображение. Во всех описываемых ниже системах обработки изображений выходным сигналом является функция корреляции ИЛ некоторый набор признаков. В этом случае наличие спекл-шум . не имеет с>ществе[ ного значения и, следовательно, использование ко -ерентного света остается предпочтительным. [c.264]

При обработке электрических сигналов устройство ввода должно иметь электрический вход и оптический выход. Обычно в этом случае в качестве ПМС используют одноканальные или многоканальные акустооптиче-ские модуляторы света либо электроннолучевые трубки с термопластической мишенью типа Lumatron. Для обработки изображений устройство ввода должно иметь оптический вход и оптический выход и преобразовывать, таким образом, изображения, регистрируемые в некогерентном свете, в изображения, формируемые при когерентном освещении. Обычно такое преобразование сопровождается усилением яркости изображений и изменением спектрального состава излучения. [c.201]

Легко убедиться, что в случае, когда размеры элементов спекл-струк-туры (индивидуальных спеклов), обусловленной высокой степенью когерентности восстанавливающего излучения, оказьгоаются сравнимыми с размерами элементов изображения, имеет место потеря части информации. В то же время спеклограмма, освещаемая полихроматическим пучком, формирует изображение, свободное от шумовой спекл-структуры, в котором сохраняются теряемые при когерентном освещении детали. Следует [c.91]

Прямое голографирование открывает уникальные возможности в фотограмметрии компактных объектов. Глубина резкости восстановленного мнимого изображения зависит лишь от параметров используемого когерентного излучения, и ею можно управлять в соответствии с рассматриваемой задачей. В стереофотографии с целью получения большой глубины резкости прибегают к компромиссу, теряя в разрешении. Множество перспектив голографического изображения облегчает измерение координат точки, увеличивает точность и делает процедуру измерения менее утомительной. Эту операцию может выполнить даже человек с монокулярньий зрением, что было бы невозможно в стереофотограмметрии. На рис. 2,6 приведен пример получения контуров при монокулярном зрении. Однако голография имеет свои собственные ограничения. Если фотограмметрия, проводимая с помощью стереофотографии, не имеет ограничений на размер исследуемого объекта, то геометрические и физические аспекты голографии вместе с требованием к когерентному освещению накладывают определенные ограничения на размер объекта. При измерениях голографического мнимого изображения используется масштаб лишь один к одному и нельзя добиться увеличения, не исказив при этом восстановленное изображение. В этом смысле стереофотограмметрия имеет определенные преимущества перед непосредственным голографированием. Однако способность регистрировать и обмерять трехмерные объекты без нарушения масштаба открывает новые возможности и делает голографию ценным дополнением к фотограмметрии компактных объектов. Курц и др. [71, а также Микэйл и др. [8] сделали хороший обзор работ, выполненных на эту тему. [c.682]

В случае френелевской стереомодели ее размер может быть больше, чем размер голограммы, в то время как для стереомодели сфокусированного изображения размер модели ограничивается размерами регистрирующей фотопластинки. Однако последняя модель имеет ряд преимуществ, в частности ее можно применять для тренировки операторов или для качественного анализа информации. В случае голографической стереомодели сфокусированного изображения отсутствуют спеклы, характерные для любого диффузного когерентного освещения. Можно также осуществить качественную, но быструю операцию получения данных из голографической стереомоделн путем наложения трехмерной решетки на мнимое изображение [9]. Приведенные аргументы убедительно показывают, что голографические стереомодели могут стать хорошим дополнением к обычным фотограмметрическим методам, [c.689]

После ознакомления с основными формулами общих законов дифракции й образования изображения протяженных объектов целесообразно (применить главные результаты к простому случаю совершенного оптического прибора. Ранее пошученные выражения, которые кажутся довольно сложными, приводят к простым результатам, если их применить к конкретному случаю. Мы изучим не только классическое распределение энергии в пятне изображения точки, но и определим контраст изображения любого типичного объекта, а также действие прибора при когерентном освещении, что (приведет нас к исследованию фазового контраста. Прежде всего мы рассмотрим очень простой пример стигматического прибора с круглым зрачком и равномерным пропусканием случай переменного пропускания (аподизация) будет изучен позднее. [c.85]

Таким образом, оказывается, что при частично когерентном освещении отсутствует простое фильтрование пространственных частот еслиш является спектром объекта, то для вычисления спектра i(s) изображения нужно выполнить интегрирование по формуле (7.11). [c.142]

С помощью весьма трудоемких вычислений мож но при любом контрасте изучить, как из1меняется изображение некоторых типичных объектов точек, линий, краев светлого поля и т. д. На фиг. 64 приведены полученные Сланским результаты, дающие представление об изменении вида изображения, когда понемногу раскрывается отверстие конденсора (а возрастает) при а—О результаты соответствуют когерентному освещению, а при а=оо — некогерентному освещению. Отметим, что изменения в основном происходят достаточно монотонно можно считать, что до значения а, равного приблизительно А, изображение остается практически таким же, как и при когерентном освещении [c.146]

Отсюда естественно возникает мысль, что новое фильтрование простран-ственных частот, осуществленное в фотографическом изображении, может его улучшить. Действительно, законы фильтрования — оптический v )] и эмульсии [deiyJ, v )] — оба являются законами пропускания низких частот , и различные частоты постепенно ослабляются вплоть до той, при которой пропускание равно нулю (например, при предельной оптической частоте). Но мы видели, что контраст подробностей в изображениях в сильной степени зависит от хода закона фильтрования — даже стигматический прибор с круглым зрачком дает для изображения маленькой темной линии контраст 8/(1,2Л/а ) в случае некогерентного освещения и приблизительно вдвое больше при когерентном освещении. Однако полная ширина полосы пропускания частот при некогерентном освещении равна 4а Д и только 2а % при когерентном освещении пучком, параллельным оси. Следовательно, изменяя множитель контраста в пределах полосы пропускания, можно заметно влиять на контраст участков изображения. Предыдущие соображения наводят на мысль, что преобразованием этого закона, исходя из случая некогерентного освещения, можно, в частности, вчетверо увеличить контраст изображения маленькой темной линии. [c.253]

Крупным недостатком данной конкретной схемы следует, однако, признать низкую скорость работы, что, по-видимому, в первую очередь определялось низкой чувствительностью выбранного ФРК. При средней мощности лазера Pq 0.4 Вт, площади проектируемой маски 6.8 хб.8 мм и чувствительности используемого для регистрации изображения фоторезиста л 0.1 Дж-см" необходимая длительность экспозиции достигала 4 ч. В качестве другой трудности принципиального характера авторы [9.44] указывают жесткие требования на плоскостность поверхностей светоделителя и фоторефрактивного образца, а также волновых фронтов встречнонаправленных опорных пучков. В их работе также подробно обсуждается проблема спеклшумов, неизбежно возникающая в любой лроекционной системе, использующей когерентное освещение. [c.224]

Любой предмет, помещенный в поле волны, изображенной на рис. 1, можно считать когерентно освещенным да>ке тогда, когда сам точечный источник является некогерен1ным, но при условии. [c.90]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...