Качество голографических изображений

Качество голографических изображений [c.259]

Формирование голографических изображений подробно обсуждается в гл. 6 и 7. Прежде чем производить оценку качества голографических изображений, по-видимому, полезно сначала дать краткое описание процесса формирования изображения обычными оптическими системами (использующими сферические линзы), а также некоторых параметров, применяемых для описания изображений. [c.59]

По мере развития изобразительной голографии, совершенствования голо-графических процессов и материалов, улучшения качества голографических изображений появляется новая область изобразительного искусства — художественная голография. [c.3]

На протяжении последних двадцати лет голография дала исключительно эффектный способ создания безукоризненных по качеству трехмерных изображений. Появилась самостоятельная область голографической техники — изобразительная голография, которая прочно вошла в нашу жизнь и продолжает интенсивно развиваться, особенно в направлении повышения качества голографического изображения. [c.274]

Качество голографического изображения характеризуется несколькими параметрами. Одним из важнейших является дифракционная эффективность голограмм. Эта величина определяет, сколько света необходимо при реконструкции для создания голо-графического изображения. [c.67]

Разрешающая способность и дифракционная эффективность. Качество голографического изображения определяется видностью картины, разрешающей способностью голограммы, глубиной резкости. Важнейшей характеристикой является дифракционная эффективность голограммы. [c.387]

Свойства рассмотренных голограмм зависят от особенностей записи. Если глубина записи интерференционной картины в регистрирующем материале соизмерима с периодом полос, то такие голограммы называются плоскими. Объемными голограммами принято считать голограммы, у которых расстояние между интерференционными плоскостями значительно меньше толщины регистрирующей среды. Качество голографического изображения характеризуется прежде всего дифракционной эффективностью голограммы. Эта величина определяется отношением интенсивности света первого дифракционного порядка к интенсивности восстанавливающего [c.305]

Улучшение качества оптических изображений. Голо-графический метод исправления изображений путем исключения аппаратной функции также основан на принципе обратимости опорной и объектной волн. Для изготовления голографического пространственного фильтра в плоскость / (см. рис. 16) помещают транспарант изображения объекта, которое построено оптической системой (ее аппаратную функцию). Голограмму по-прежнему регистрируют в частотной плоскости 2 и после проявления помещают на прежнее место. Затем в плоскости / устанавливают транспарант, подлежащий исправлению, а пучок, служивший опорным при записи голографического фильтра, перекрывают. Вследствие фильтрации в плоскости 3 образуется исправленное изображение транспаранта. [c.53]

Наиболее существенной характеристикой качества фотографических изображений, используемых для голографического синтеза объемных изображений, является их контраст. Черные участки должны быть совершенно черными (оптическая плотность, равная 2, оказывается наилучшей). Очень важным для обеспечения хорошего качества синтезированного изображения является также покадровая однородность изображений. Если фотографические изображения не выравниваются автоматически с помощью перфорации на фотопленке, необходимо на каждом изображении помещать специальные метки для правильной их ориентации. Для обеспечения хорошего выравнивания изображений эти метки нужно ставить в противоположных углах и делать по возможности незаметными. С целью [c.233]

На отражательных голограммах не бывает пятен перекрытия цветов, которые появляются, когда в белом свете восстанавливают обычную просветную голограмму. Такая спектральная селективность связана с наличием системы параллельных интерференционных полос. Однако резкость изображения определяется размером восстанавливающего источника следовательно, чем больше источник похож на точечный, тем выше качество восстановленного изображения. Это ограничение тем слабее, чем ближе находится изображение объекта к плоскости эмульсии, а лучше всего — непосредственно в этой плоскости. Такого положения можно достигнуть, если изображение спроецировать линзой или спроецировать действительное изображение объекта с его голограммы. Часть изображения, находящаяся внутри слоя эмульсии, будет резкой, даже когда оно восстанавливается протяженным источником, например флуоресцентной лампой, но часть изображения, расположенная перед эмульсией или за ней, будет рассеиваться пропорционально расстоянию от точки изображения до плоскости эмульсии. Такой метод голографической записи можно применить для улучшения резкости изображения как в случае пропускающих, так и в случае отражательных голограмм. Применяя этот метод к пропускающим голограммам, необходимо использовать цветные фильтры для исключения рассеяния цветов, поскольку цветовая фильтрация многослойными полосами осуществима лишь в отражательной голографии. [c.490]

Для большинства материалов, используемых для изготовления СПФ, имеются кривые зависимости контраста интерференционных полос V==2YK/(K+1) от дифракционной эффективности т), по которым можно определить зависимости амплитудной дифракционной эффективности d=V 11 от К при разных средних экспозициях, а также построить кривую зависимости у] от экспозиции Е. Обычно используется линейный участок этой кривой. Линейная запись требует выполнения условия Е<.2Ев (где величина Ец соответствует значению =0,5), что эквивалентно условию К 5,8. Это хорошо согласуется с тем, что для обеспечения линейной записи данных мы должны использовать большие значения К (/( 10). При записи СПФ имеет место насыщение, если К 0,17, и наблюдается ограничение при 0,17= Ж-5,8. Поэтому выбирают К=, и вопрос состоит в том, в какой полосе пространственных частот / установить К—1- Как видно из этих кратких замечаний, синтез СПФ отличается от обычной голографической записи, в которой нас интересует высокое качество восстановленного изображения, а не высокое качество корреляции на выходе. [c.587]

При изготовлении голограмм в качестве исходных изображений используют не только голографические, но в ряде случаев и многоракурсные стереоскопические изображения. Целесообразность применения такого способа обусловлена тем, что процес- [c.31]

Вторым важным требованием, предъявляемым к голографическим пленкам и пластинкам, является дифракционная эффективность. Качество голографических фотопластинок и фотопленок, которые рассчитаны на воспроизведение изображений, предназначенных для непосредственного наблюдения, можно оценивать следующим образом в зависимости от значения дифракционной эффективности [c.57]

Следующим важным требованием, предъявляемым к светочувствительным пластинкам и пленкам для изобразительной голографии и голографического кинематографа, является стабильность толщины слоя готовой голограммы на весь период ее хранения и воспроизведения голографического изображения. Усадка же слоя регистрирующей среды (изменение толщины), возникающая в результате химико-фотографической обработки и сушки и существенно влияющая на качество воспроизводимого изображения, должна в процессе обработки контролироваться с целью обеспечения требуемых спектральных характеристик конечного голографического изображения. [c.59]

Несмотря на указанные трудности, задача получения приемлемых значений сферических и хроматических аберраций для кино-голографических объективов существенно упрощается тем, что каждое элементарное голографическое изображение одного ракурса формируется узким пучком света, проходящим через малое сечение зрачка объектива. Поэтому допустимые значения сферических и хроматических аберраций голографических объективов следует устанавливать для элементарных пучков света с диаметром поперечного сечения пучка, соответствующим диаметру зрачка глаза наблюдателя, примерно равному 4 мм из условия получения хорошего качества изображения их можно принять равными 2 угловым минутам для указанных элементарных пучков. [c.129]

Хроматические аберрации, свойственные голографическим фильмам и экранам, могут также вызвать значительные нарушения слитности цветного изображения, если длины волн излучения при получении голограммы отличаются от длин волн при воспроизведении изображения. Даже малые различия между длинами волн могут вызвать недопустимое ухудшение качества цветного изображения. [c.227]

Правильная передача контраста — важнейшее условие получения голографического изображения высокого качества. Чрезмерно высокий контраст обусловливает снижение качества изображения за счет потери деталей на светлых и темных участках изображения. Чрезмерно низкий контраст тоже приводит к потере деталей объекта, которые мало отличаются между собой по яркости, и изображение воспринимается как неестественное, вялое, нечеткое. [c.243]

Полученное значение критерия контраста результирующего голографического изображения соответствует приемлемому, хотя и невысокому качеству изображения. Данный пример иллюстрирует, насколько важной и трудной является задача создания совершенных технических средств голографического кинематографа, обеспечивающих получение высокого контраста изображения. При этом следует принять во внимание, что приведенный пример относится к монохромному, а не цветному изображению. [c.246]

Правильная цветопередача является основным требованием получения цветного голографического изображения высокого качества. [c.246]

Максимальная допустимая пространственная частота зависит от качества изображающей линзы (около 200 линии/мм). При этом голограммы можно регистрировать на стандартных фотопленках- Кроме того, авторы указывают, что с помощью предложенного ими метода можно получать цветные голографические изображения путем использования цветной фильтрации в процессе записи и восстановления голограмм. [c.26]

Третья причина связана со специфическими особенностями лазерного сигнала по сравнению с обычным оптическим излучением. Высокая временная когерентность лазерного сигнала приводит к резким флуктуациям интенсивности оптического изображения. Подобные флуктуации отрицательно сказываются на эффективности распознавания, чтобы избежать этого, необходимо разрабатывать специальные методы по улучшению качества лазерных изображений и синтезировать оптимальные алгоритмы их распознавания. Отмеченный отрицательный эффект с лихвой окупается теми новыми возможностями, которые открываются именно благодаря высокой когерентности лазерного сигнала. Это прежде всего голографические и интерферометрические методы, применение которых позволяет осуществить оптимальную обработку принимаемого локационного сигнала, а также адаптивные методы. [c.6]

Дальнейшее наступление на голографическое телевидение, очевидно, пойдет с нескольких сторон. Во-первых, совершенствование телевизионной техники позволит повысить скорость передачи ) и качество трехмерности голографических изображений. Далее, развитие лазерной техники обеспечит создание сверх-широкополосных оптических линий связи, а также соответствующих систем модуляции и сканирования световых пучков. По-видимому, использование лазерного луча является единственным путем передачи колоссального объема информации, заключенной в голограмме. [c.335]

На первом этапе для понимания существа процесса и особенностей структуры голограмм в качестве простейших изображений, использовали точки, линии, геометрические фигуры, растры. Голограммы, получаемые от таких объектов, наглядно демонстрируют влияние различных причин на характер интерференционной картины. Кроме того, возможность аналитического представления прозрачности таких голограмм позволяет использовать их в качестве испытательных изображений при отладке программ для цифрового моделирования голографического процесса. [c.79]

Методы голографии довольно просто устраняют эти трудности. Все, что требуется,— это снять с короткой выдержкой голограмму образца. Это не только заморозит любое движение, но и обеспечит высокое качество голограммы. Поскольку голограмма регистрирует все трехмерные характеристики образца, то нет необходимости предварительно подготавливать образцы. Таким образом, опасность испортить образец резко снижается. Полученное голографическое изображение можно изучать в любое удобное время под микроскопом. Микроскоп можно сфокусировать на различные плоскости по всей глубине голографического изображения, таким образом можно изучать весь образец, не деформируя его. Более того, при восстановлении голографического изображения опять же можно использовать шлирен-методы и методы фазово-контрастного анализа для выявления различных деталей образца. Поэтому голография может удешевить и упростить существующую технику подготовки образцов. [c.106]

Как и в случае классических оптических систем, на качество голографического изображения накладываются ограничения, определяемые волновыми эффектами. Голограмма имеет конечные размеры, а восстанавливаюш ая волна ограничена, что вызывает дифракционные эффекты и приводит к уменьшению разрешающей способности. [c.87]

Качество аь устических голографических изображений. Качество акустич. голограмм и восстановленных по ним изображений зависит от большого числа факторов. К ним относятся чувствительность акустич. гологра-фич. системы, угловое разрешение, разрешение по глубине (по продольной координате), наличие геом. и частотных искажений. Чувствительность у — мин. (пороговое) звуковое давление, воспринимаемое приёмной частью голографич. системы обычно выражается в единицах Па/у Гц. У лучших голографич. систем V=10 —10 Па/у Гц. Угловое разрешение 9ф — мин. угловое расстояние между двумя точечными источниками, различаемыми раздельно на голограмме зависит от волнового размера приёмной апертуры акус- [c.513]

Для того чтобы с помощью синтезированных фильтров можно было обрабатывать изображения большой площади, они должны записываться с достаточно большой пространственной частотой. Для увеличения пространственной частоты фильтра в [192] был предложен метод голографического копирования. На рис. 7.15 приведена схема копирования фильтра для увеличения его пространственной несущей. Изображение, восстановленное с помощью линзы с синтезированного на ЦВМ фильтра — голограммы Г, освещенной плоской волной когерентного света, используется в качестве нового изображения для получения нового фильтра по классической схеме Ван дер Люгта [214]. При этом для формирования нового фильтра используется только изображение, восстановленное в +1 порядке дифракции, остальные дифракционныр порядки экранируются посредством диафрагмы Д. В качестве опорного источника можно использовать либо плоскую монохроматическую волну S, как показано на рис. 7.15, либо точечный источник со сферическим волновым фронтом, расположенный в одно11 плоскости с изображением, восстановленным с синтезированно11 голограммы-фильтра. При этом расстояние между источником и + 1 дифракционным порядком должно быть не меньше размера входного транспаранта в установке фильтрации. Это условие обеспечивает получение нового фильтра с большей пространственной частотой. Для случая плоской опорной волны, падающей в плоскость фильтра Ф, пространственная частота на фильтре зависит от угла падения Т опорной волны на фильтр. Чем больше угол, тем выше пространственная частота. Этот метод повышения пространственной несущей нашел применение для синтеза фильтров в различных задачах фильтрации [63, 112]. [c.154]

Интересную возможность проведения обоих этапов голографического процесса в белом свете продемонстрировали в работе [48] О. Брингдал и А. Ломан, которые осуществили сочетание схемы регистрации голограмм сфокусированных изображений с ахроматической схемой голографирования [49-50], допускающей запись голограмм в полихроматическом излучении. В соответствии с [48] сфокусированное изображение объекта создавалось в пучке первого порядка, сформированном дифракционной решеткой, а пучок нулевого порядка использовался в качестве опорного. Изображение дифракционной решетки, возникающее в плоскости изображения фокусирующей системы при полихроматическом освещении, было [c.10]

В гл. 7 будет показано, что если в качестве опорной используется одна и та же плоская волна как для записи голограммы, так и для восстановления голографического изображения, то воспроизводится точный исходный волновой фронт и изображение оказывается свободным от каких-либо аберраций. Однако если при восстановлении изображения намеренно (например, для обеспечения увеличения) или ненамеренно изменяют либо длину волны, либо геометрию опорного пучка, то возникнут аберрации. Формулы для вычисления увеличения были получены в параксиальном приближении. При этом, за исключением искажения трехмерного изображения, обусловленного различием в значениях продольного и поперечного увеличений, в восстановленном изображении не должно возникать каких-либо иных аберраций. Однако, используя более точные формулы, можно показать, что аберрации возникают всякий раз, когда восстанавливающий пучок отличается от опорного, применявшегося при регистрации голограммы. Эти аберрации можно классифицировать по тем же признакам, что и в обычных системах формирования изображения, а именно сферическая аберрация, кома, кривизна поля, астигматизм и дисторсия [10, 9, 4, 6, 1]. [c.72]

Первая ступень получения голограммы — это фотографическая запись интерференционной картины, образованной объектной волной в зоне дифракции Френеля и опорной волной. Вторая ступень — восстановление записанного на голограмме изображения объекта путем освещения голограммы репликой опорной волны. Восстановленное таким образом изображение обладает трехмерными свойствами исходного объекта, а его качество зависит от угла между опорной волной и волной, продифрагировавшей на объекте. Габор работал с осевыми голограммами ), для которых этот угол равен нулю (т, е. опорная и дифрагирующая волны являются соосными). При восстановлении голограмма Габора формирует два сопряженных изображения объекта и когерентный фоновый шум, которые локализуются вблизи оптической оси. Это обстоятельство приводит к существенному ухудшению качества восстановленного изображения из-за интерференции между интересующим нас сфокусированным изображением объекта и фоновым шумом, а также между этим шумом и расфокусированным сопряженным изображением объекта. Лейт и Упатниекс в своих экспериментах ввели внеосевую опорную волну, представляющую собой несущую волну, модулированную информацией об объекте. Эти голограммы также создают при восстановлении два сопряженных изображения и фоновый шум однако два восстановленных изображения, каждое из которых может быть сфокусировано отдельно в своей плоскости, оказываются пространственно разделенными по углу друг от друга и от осевого фонового шума. Благодаря этому получаются восстановленные изображения хорошего качества, причем никакой интерференции с другими распределениями света, порождаемыми голографическим процессом, не происходит. [c.154]

Голографические методы мультиплицирования имеют очевидные преимущества в скорости по сравнению с шаговой фотокамерой-Однако не ясно, имеет ли этот метод абсолютное преимущество. Для каждого из N изображений величина сигнала и отношение сигнал/шум изменяются как МN или l/A/ в зависимости от способа записи голограмм. Необходимость достаточно хорошего отношения сигнал/шум ограничивает число мультиплицированных изображений. Имеются сообщения, что наилучшие голограммы позволяют получить до N 1000 хороших изображений. Из-за внеосевых аберраций голограммы (таких, как астигматизм) качество выходных изображений меняется от изображения к изображению. Налицо остаются все трудности, связанные с формированием изображения в когерентном свете. В некоторых случаях этими проблемами можно пренебречь, в других нельзя. С другой стороны, голографии свойственна универсальность, что позволяет делать некоторые вещи исключительно хорошо. Например, операция юстировки каждого изображения, необходимая при последовательной процедуре мультиплицирования, в голографическом методе не нужна, поскольку для этого достаточно настроить одно-единственное изображение. Когда одно изображение отъюстировано, все выходные изображения оказываются настроенными. [c.667]

В предыдущем разделе отмечалось, что голографирование объектов представляет собой полезное дополнение к фотограмметрии, и фотограмметрические методы определения координат точек можно применять для получения количественной информации на основании мнимого изображения объекта. Если объект либо слишком мал, либо слишком велик, чтобы можно было с достаточной степенью точности получить его контурную карту, то приходится прибегать к некоторому пересчету, который позволил бы сделать задачу удобной для извлечения информации, В частности, при больших размерах объекта его невозможно осветить когерентным светом, и необходимо производить некоторую промежуточную регистрацию данных. Эту промежуточную запись можно преобразовать в мнимое голографическое изображение, содержащее (с определенной субъективной точки наблюдения) информацию о рельефе поверхности объекта. В последние несколько лет был предложен ряд методов синтезирования трехмерных мнимых изображений, восстановленных с голограмм, на которых записаны изображения набора двумерных фотографий объекта. Такие голограммы можно отнести к классу составных. Кольер и др. [2] определили составную голограмму как совокупность небольших голограмм, расположенных в одной плоскости, причем каждая из них находится близко к соседней или перекрывается с ней. Волновые фронты, записанные на отдельных голограммах, не обязательно являются непрерывными или когерентными друг с другом. Однако при освещении восстанавливающим пучком одновременно всей такой голограммы, волновые фронты, записанные на отдельных небольших голограммах, взаимодействуют и образуют изображение, которое субъективно воспринимается как трехмерное. Варнер [101 дал хороший обзор этих методов. Дополнительную информацию по составным голограммам можно найти в 5.5. Как правило, эти методы были предложены в качестве новых средств записи и наблюдения стереоизображений или же как методы уменьшения информационной емкости, для того чтобы можно было передавать голограмму трехмерного изображения по электрическим каналам связи. Исключением являются голографические стереомодели, которые предназначаются для последующей обработки и синтезируются с выполнением определенных требований. [c.684]

Проверенные экспериментально в СССР, США, ФРГ такие стереоскопические системы дают высокое качество трехмерного изображения. Стереотелевизионные системы, в которых трехмерное изображение наблюдают с помощью поляризационных очков или растров (без очков), хорошо совмещаются с киноголографическими системами. При этом из трехмерных изображений голографического кинофильма могут быть легко извлечены две составляющие изображений горизонтальных ракурсов для передачи по телевидению. [c.152]

Голографические изображения часто имеют характерные для когерентного излучения интерференционные помехи в виде темных и ярких пятен на изображении. Пятнистая структура, или спеклы, снил<ает качество изображения, делает его неестественным, с ухудшением различимости мелких деталей. [c.231]

В качестве корректирующего элемента также может быть использована голограмма. Коррекция оптических дефектов с помощью голограммы основана на возможности превращения мнимого голографического изображения в действительное при обра-.щении направления распространения пучка. На рис. 116 показан принцип метода получения идеального изображения предмета Р с помощью неидеальной линзы L и голограммы Я, которая играет роль корректирующего элемента. С помощью линзы L формиру- [c.172]

Технологические приложения голографии — использование действительного изображения для обработки — лишь начинают развиваться, но у них большое будущее. Преимущества голо-графической обработки материалов перед обычной лазерной связаны с возможностью бесконтактного нанесения сложнейших узоров и отверстий на поверхности сложной формы, а также с отсутствием линз. С помощью голограммы можно получить в пределах поля примерно на порядок больше разрешенных элементов, чем с помощью наилучшей линзы. Это связано с тем, что линза близка к идеальной лишь вблизи оси, а по краям поля разрешение падает. У голограммы разрешение распределено по полю более равномерно. Необычные качества голографическая технология может приобрести при комбинированном использовании фокусирующих, распознавательных и интроскопи-ческих свойств голограмм. Развитие этого направления требует повышения мощности и когерентности излучения лазеров. [c.305]

Свойства и получение лазерных голограмм, дающих трехмерные изображения, обсуждались подробно в ряде обзоров [3, 11, 13, 16—18]. Отметим здесь два основных преимущества голографических изображений перед обычными фотографическими 1) при голографировании предмета не надо фокусировать лучи, следовательно, нет опасности получить размытое изображение из-за недостаточной фокусировк 2) голограмма регистрирз ет весь предмет одинаково четко по всей глубине. Этого нельзя добиться никакими фотографическими ухищрениями. Кроме того, преимуществом голографии является и то обстоятельство, что нелинейность фоторегистрации не влияет на качество передачи тонов. Даже используя для записи голограммы самую контрастную эмульсию, можно восстановить тоновое изображение. [c.307]

Один из возможных вариантов схемы голографического воспроизводящего устройства для наблюдения рельефа магнитной записи на ферромагнитной ленте изображен на рис. 7.17. Схема магнитоголографической установки содержит монохроматический когерентный источник света 1 (лазер), два полупрозрачных зеркала 2, 3, расположенных параллельно относительно поверхности магнитной жидкости 5. Голографическая ячейка 4 представляет собой стеклянную кювету, заполненную поляризуемой жидкостью. В качестве голографической ячейки можно использовать светоиндуцирующую-ся термическую фазовую решетку, наблюдающуюся в абсорбирующихся жидкостях при облучении их интерференционным полем. В такой ячейке возникает локальное разделение температуры, и за [c.235]

Процес восстановления фронта волны был открыт в 1947 году Дэн-нисом Габором из Имнериэл Колледж в Лондоне. В последующие годы Габор систематически совершенствовал этот метод, особенно стремясь применить его в электронной микроскопии. Другие ученые тоже внесли значительный вклад — особенно Хуссейн Эль-Сум и Поль Киркпатрик из Стрэнфордского университета. Однако отсутствие подходящего источника когерентного света (т. е. света, все волны которого в фазе) ограничивало их возможности. Изобретение лазера в 1960 году открыло путь новым успехам в области фотографирования методом восстановления фронта волны. Авторам статьи удалось получить в лаборатории Мичиганского Университета трехмерные (объемные) голографические изображения высокого качества, используя газовый лазер как источник когерентного света, а также ряд новых приемов (рис. 4). Возрождению интереса к возможным использованиям столь интригующего фотопроцесса способствовал результат этой работы, а также неисследованные еще возможности лазера как источника когерентного света. [c.89]

При выборе той или иной формулы для расчета поля от объекта на гoлoJ грамме необходимо установить границы применения различных аппроксимаций и оценить влияние подобных приближений на качество восстановленного изображения Для этого выведем точные количественные соотношения, связывающие параметры голографической схемы и поле от объекта [c.154]

Выполнение условия Брэгга—Вульфа для плоскостей Липпмана приводит к избирательности голограммы по отношению к длине волны света, с помощью которого осуществляется восстановление изображения объекта. В действительности при условии постоянства межплоскостного расстояния d, как видно из условия Липпмана— Брэгга—Вульфа, восстановление волнового фронта произойдет только в том случае, если оно осуществляется при той же длине волны, при которой производилась голографическая запись на фотопластинку. Этот факт позволил Ю. Н. Денисюку в качестве источника, восстанавливающего изображение света, пользоваться источником сплошного спектра (светом от солнца и даже от карманного фонарика). В данном случае голограмма из спектра с разными длинами волн выбирает нужную ей одну длину, в которой именно производилась запись, — голограмма действует подобно интерфе-pei/ционному фильтру. [c.219]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...