Фурье голографическая

Голографические мультипликаторы Фурье могут быть выполнены по схеме со сходящейся волной (рис. 23, а) и по схеме с мультиплицирующим элементом, расположенным в плоской волне (рис. 23, б). Более совершенной является последняя. Эта схема широко используется в системах обработки изображений, а также предложена ы [c.62]

С развитием голографических методов исследования появилась возможность применения их для записи спектров исследуемого источника на фотографические эмульсионные материалы в виде Фурье-преобразований, а затем представления их в виде набора отдельных линий [163]. [c.224]

Это означает, что ширина спектра оптического сигнала зависит от размеров френелевского образа объекта и от ширины его спектра пространственных частот. Из этого следует, что ширина спектра пространственных частот оптического сигнала в этом случае, как и в случае голограммы Фурье без рассеивателя, определяется размерами голографического объекта. [c.41]

Основными операциями обработки изображений являются операции спектрального и корреляционного анализа и пространственной фильтрации. Реализация этих операций базируется на свойстве линзы осуществлять двумерное фурье преобразование над когерентным оптическим сигналом и возможности синтезировать комплексные фильтры голографическим методом. Поэтому следующий параграф посвящен анализу оптического фурье-преобразования, а вопросы собственно оптической обработки изображений будут рассмотрены в гл. 7. [c.204]

Известно, что свойства голографических изображений и, как следствие, возможности их практического использования определяются особенностью схемы регистрации волнового фронта. Хорошо изучены голографические схемы Д. Габора, Ю.Н. Денисюка, Э. Лейта, схема фурье-голографии, с каждой из которых связаны крупные направления исследований и приложений. Поэтому указанный поиск целесообразно связывать с выбором нетрадиционной схемы регистрации голограмм. Такой схемой оказалась голографическая регистрация сфокусированных изображений. [c.5]

Когда объект находится достаточно далеко от фотопластинки либо в фокусе линзы (рис. 13, 6), каждая точка объекта посылает на фотопластинку параллельный световой пучок, при этом связь между амплитудно-фазовыми распределениями объектной волны в плоскости голограммы и в плоскости объекта дается преобразованием Фурье или Фурье-образом, осуществляющим разложение оптического изображения объекта в двумерный спектр по пространственным частотам (более подробно о преобразовании Фурье мы поговорим в главе Голографические оптические. элементы ). Голограмма в. этом случае называется голограммой Фраунгофера. Если амплитудно-фазовые распределения объектной и опорной волн являются Фурье-образами и объекта, и опорного источника, то голограмму называют голограммой Фурье. При получении голограммы Фурье объект и опорный источник обычно располагают в фокусе линзы (рис. 13, в). В случае безлинзовой голограммы Фурье опорный источник располагают в плоскости объекта (рис. 13 г). При. этом фронт опорной во7шы и фронты. элементарных волн, рассеянных отдельными точками объекта, имеют одинаковую кривизну. В результате структура и свойства голограммы практически такие же, как у голограммы Фурье. Голограммы Френеля образуются в том случае, когда каждая точка объекта посылает на фотопластинку сферическую волну (рис. 13, <)). [c.47]

Голографический способ получения согласованного пространственного фильтра позволяет сохранить фазовую информацию об объекте, с которым он со1ласован (по которому он изготовлен), и резко снизить уровень паразитных световых сигналов. Схема получения голографического согласованного фильтра пространственных частот представлена на рис. 16. В частотной плоскости 2 по-прежнему образуется Фурье-образ транспаранта, помещенного в плоскость /, но в результате интерференции с когерентным фоном, создаваемым с помощью оптического клина К, в частотной плоскости 2 образуется голограмма, которая, как уже отмечалось, называется голограммой Фурье. [c.52]

Голограмма Фурье является оптимальным пространственным фильтром. Такой фильтр обладает свойством распознавать тот транспарант, с которого фильтр был изготовлен, создавая в плоскости изображения яркие точки — оптические сигналы опознавания. Для этого транспарант помещают в фокальную плоскость линзы Л слева (плоскость /, см. рис. 16), а по дру1 ую сторону линзы, также в фокальной плоскости (частотная плоскость 2) устанавливают голографический пространственный фильтр какой-либо его части. Если теперь транспарант осветить когерентным светом, то в середине фокальной плоскости. ( линзы Л2 (за счет нулевого порядка) можно по-прежнему. 52 [c.52]

Голографические мультипликаторы с угловым делением волнового фронта содержат голограмму, представляющую собой единый мультиплицирующий элемент и обеспечивающую формирование множества микроизображений за счет дифракции на структуре голограммы световой волны, распространяющейся от объекта. При этом каждое отдельное микроизображение строится волновым фронтом, образованным всей структурой голограммы (всей ее площадью). Эти голограммы-мультипликаторы могут быть двух типов голограммы Френеля и голограммы Фурье. [c.62]

В настояш ее время предложено два подхода к построению таких последовательностей. В работе [125] описан класс универсальных диффузоров, обладаюш,их тем свойством, что они имеют точно постоянные значения отсчетов интенсивности их голограмм Фурье или Френеля. Эти диффузоры хороши сами по себе, но в сочетании с произвольным объектом не обязательно дадут наилучший результат при восстановлении киноформа этого объекта. Способ построения диффузоров, согласованных с объектом, описан в [140], где для синтеза киноформа предлагается интерацион-ная процедура подбора последовательности фаз, постепенно уменьшаюш ая разброс значений отсчетов интенсивности голограммы данного объекта. Сравнение разного типа диффузоров для синтеза голограмм для голографических запоминаюш их устройств рассматривается в [170]. В цифровой голографии идея регулярного диффузора может найти свое наиболее полное воплош ение, поскольку здесь не возникает проблемы его физической реализации. [c.110]

Аналоговое оптическое вычислительное устройство выполняет требуемую математическую операцию над сформированным когерентным оптическим сигналом. Обычно оно содержит одну или несколько оптически связанных между собой линз (объективов) и оптические фильтры в виде амплитудных или фазовых масок либо голограмм, установленных в определенных плоскостях оптической системы. С помощью масок и голограмм требуемым образом осуществляют пространственную модуляцию обрабатываемого когерентного оптического сигнала или его спектра. Методы когерентной оптики и голографии позволяют относительно просто выполнять целый ряд математических операций и интегральных преобразований над двумерными комплекснозначными функциями (изображениями). Это прежде всего операции двумерного преобразования Фурье, взаимной корреляции и свертки, а также операции умножения и деления, сложения и вычитания, интегрирования и дифференцирования, преобразования Гильберта, Френеля и др. Легко реализуются также различные алгоритмы пространственной фильтрации изображений, в том числе согласованной, инверсной и оптимальной по среднеквадратичному критерию и критерию максимума отношения сигйал/шум. Следует отметить, что часто одну и ту же операцию можно реализовать с помощью разных оптических схем и различными способами. Запоминающее устройство (оптическое или голографическое) служит Для хранения набора эталонных масок или голограмм, [c.201]

Известно [141], W> голографические интерферограммы, соответствующие повороту дн узно отражаняцего объекта, локализуются в плоскости восстановленного голограммой изображения объекта. С другой стороны, как показано выше, локализация интерферограммы, соответствующей поступательному смещению объекта, происходит в фурье оскости. Это обстоятельство открывает возможность независимого получения гологра-фшческих интерферограмм, отражающих только один из видов смещения, в случае когда объект претерпевает сложное смещение. [c.140]

Рис. 77. Голографические интерферограммы, полученные путем прямого фотографирования мнимого изображения (в) и путем пространственной фильтрации в фурье-плоскосги (б) и во френелевской зоне (в). Смещение объекта в горизонталыюм направлении 30 5 мкм смещение верхнего края изгибаемой пластинки - б 1 мкм.

Рис. 78. Голографические интерферограммы, полученные при пространственной фильтрации между первой линзой и фурье-плоскостыо (а) и между фу -плоскостыо и второй линзой (б) для оптической системы, п[Я1веденной на рис. 76.

Как хорошо известно [74, 143], голографические интерферограммы, отражающие поперечный поступательный сдвиг объекта в собственной плоскости, локализуются на бесконечности или в фокальной плоскости фурье-преобразующей линзы. Это обстоятельство, как показано выше, позволяет, проводя пространственную фильтрацию в этой плоскости, исключать вклад поступательного смещения в интерферограмму, отражающую сложное смещение объекта. [c.152]

При подстановке (7.61) в (7.56) интегралы, стоящие в этом выражении, принимают вид интегрров Фурье. Следовательно, плоскость локализации голографической интерферограммы поперечного сдвига находится в плоскости фурьеюбраза объектного поля. Этот результат можно получить и из общих соображений, поскольку известно, что при поперечном сдвиге исходной функции ее фурьеюбраз не смешается и что голографические интерферограммы локализуются там, где объектное поле не испытывает смещения при сдвиге объекта [74,93]. [c.154]

Пространственная фильтрация объектного поля. Рассмотрим теперь одну из возможных оптических схем пространственной фильтрации, проводимой без использования фурье-преобраэующей линзы. Наиболее часто в практике голографической интерферометрии для освещения объекта используют расходящуюся сферическую волну. В этом случае при регистрации френелевской голограммы для получения действительной области локализации интерференционно й картины, как отмечалось выше, необходимо восстанавливать действительное голографическое изображение (см. жс. 79, а). Такая схема восстановления и была реализована в экспериментах по пространственной фильтрации с целью исключения вклада поперечного поступательного смещения в наблюдаемую интерферограмму. [c.158]

Развитие подхода к интерпретации голографических интерферограмм на основе пространственной фильтрации малыми апертурами приводит к возможности видоизменения процесса такой фильтрации в фурье-плоскости. Речь идет о регистрации светового поля в фурье-плоскости - в виде голограммы или спеклограммы - и сканировмии фотопластинки узким (малоапертурным) пучком [184]. [c.159]

При этом интересно сравнить интерферограммы, получаемые средствами голографической и спекл-иитерферометрии, тем более что регистрация в фурье-плоскости приводит к любопытным особенностям. Следует отметить, что изображение, которое восстанавливает спеклограмма, зарегистрированная в фурье-плоскости, является фурьеюбразом объекта. В силу того, что такая спеклограмма является голограммой интенсивности, воспроизвести структуру объекта по квадрату модуля фурьеюбраза не удается. Иначе [c.159]

Ниже обобщается метод спекл-интерферометрии, основанный на регистрации спекл-картины в фурье-плоскости >, а также рассматривается возможность использования аналогишого подхода в голографической интерферометрии. [c.160]

РИс. 87. Получение голографической ии-терферограммы 1 - двукратно экспонированная в фурье-плоскости голограмма, -лииэа. 2 - плоскость локализации иитерферограммы. [c.163]

Рис. 89. Голографические ншерферограммы, соответствующие совместному влиянию деформации и поступательного смещения, при регистрации голограммы между линзой и фурьечшоскостью (в) и в фурье-плоскости (б).

Иначе обстоит дело в голографической интерферометрии, где регистрируется комплексная амплитуда светового поля, и рассмат[жваемый подход может быгь применен и в случае, когда поступательное смещение сочетается с деформационным. В качестве щжмера на рис. 89 приведены фотоснимки голографических интерферограмм объекта, претерпевшего поперечное поступательное смещение и дес рмацию (изгиб мембраны сосредоточенной нагрузкой). В случае, когда голограмма регистрировалась в плоскости между линзой и фурье-плоскостью, интерферограмма отражала оба вида смещения. При регистрации голограммы в фурье-плоскости интерферограмма отражала только деформацию объекта. [c.166]

Интересно, что в голографической интерферометрии с регистрацией в фурье-плоскости информация о поступательном смещении объекта, в отли- [c.166]

Возможность измерения поворотов диффузно рассеивающих объектов независимо от их поступательного смещения методами голографической и спекл41нтерферометрии основана на известном свойстве пространственной инвариантности оптического преобразования Фурье. Поперечное смещение исходной функции П[жводит к появлению линейного фазового множителя в выражении для комплексной амплитуды в фурье-плоскости. При переходе от комплексной амплитуды к интенотвности (при регистрации спекл-структуры) фазовый множитель выпадает. При голографической же регистрации этот фазовый множитель сохраняется, и для устранения его влияния необходимым является выделение в фурье-плоскости участка светового поля, в пределах которого фазовый множитель меняется незначительно. [c.167]

Решение прикладных задач измерительной texHHKH методами голографической и спекл41Нтерферометрии предполагает, в частности, возможность проведения сравнительного анализа их метрологических возможностей. В ряде недавних работ сравнивалась чувствительность зтих методов. В [195] отмечено, что при измерении вращательного сдвига с регистрацией поля в плоскости резкого изображения чувствительность спекл-иитерфе-рометрии может приближаться к чувствительности голографической интерферометрии. В [184] установлено, что при регистрации в фурье-плоскости [c.167]

Рассмотрим пороговую чувствительность методов голографической и спекл41нтерферометрии к жесткому смещению при регистрации в фурье-плоскости для объекта, поперечные размеры которого меньше апертуры регистрирующей линзы. При этом параметры регистрируемой спекл-структуры определяются размерами и фермой объекта, а не апертурой линзы. В этом случае порог чувствительности метода спекл-интерферометрии ока-эьшается вдвое ниже, чем голографической интерферометрии. [c.168]

Пусть формирование голографических и спекл-интерферограмм производится путем освещения фотопластинки узким лазерным пучком перпендикулярно ее поверхности. Если распределение амплитуды в поперечном сечении пучка описьгаается функцией p(i,ri), то световое поле за голограммой в непосредственной близости от ее поверхности может быть представлено произведением зтой функции на амплитудное пропускание голограммы. Пусть рассеянное на голограмме световое поле переотобра-жается второй фурье-преобразующей линзой (рис. 90, б), фокусное расстояние которой примем равным фокусному расстоянию линзы, использованной на этапе регистрации. Тогда комплексная амплитуда поля в задней фокальной плоскости (х у ) второй линзы может быть записана в виде [c.169]

Рис. 91. Спеютнтерферограмма н голографические ишерферограммы, отражающие наклон объекта при регистрации спекл-поля в фурье-плоскости.

На рис. 91 представлен фотоснимок распределения интенсивности восстановленного поля в задней фокальной плоскости линзы при освещении двухэкспозиционной фурье-голограммы неразведенным лазерным пучком перпендикулярно поверхности голограммы. Между экспозициями объект квадратной формы наклонялся относительно вертикальной оси на угол 15". Поле в центре модулировано спекл-интерферограммой, тогда как боковые сопряженные изображения - голографической интерферограм-мой. Отчетливо видно, что количество интерференционных полос в автокорреляционном гало вдвое больше, чем на голографических изображениях. Следовательно, порог чувствительности к наклону спекл-интерферо-метрии в два раза ниже, чем голографической интерферометрии, а точность измерений - выше, поскольку прямые измерения можно проводить по большему числу полос. Отметим, что сравнение пороговой чувствительности целесообразно проводить при условии, что точность измерения вариаций освещенности на обеих интерферограммах одинакова. Это условие на практике вьшолняется при работе со снимками интерфёрограмм. [c.170]

В целом же голографическое вычитание на основе пространственной фильтрации, в том числе с регистрацией в фурье-плоскости, является наглядным примером того, что пфенесение приемов оптики спеклов в голографию не только расширяет сферу ее приложений, но и обеспечивает появление новых воэможностей, недоступных для оптики спеклов в силу ограниченных изображающих свойств спеклограмм. [c.181]

Ниже обсуждается метод выявления изменений микроструктуры по-вфхности посредством голографического вычитания на основе пространственной фильтрации, позволяющий преодолеть указанные выше трудности и ограничения. Существо метода состоит в регистрации двукратно зкспонированной голограммы в фурье-плоскости, создании в плоскости изображения картины несущих интфференционных полос бесконечной ширины посредством фиксированного наклона опорного пучка на малый угол и проведении на зтапе восстановления пространственной фильтрации посредством ограничения освещаемой области голограммы. [c.182]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...