МЕТОДЫ ЗАПИСИ СИНТЕЗИРОВАННЫХ ГОЛОГРАММ

МЕТОДЫ ЗАПИСИ СИНТЕЗИРОВАННЫХ ГОЛОГРАММ [c.67]

Глава 4. Методы записи синтезированных голограмм [c.68]

В пятой главе рассматривается важная проблема коррекции искажений, вносимых устройствами записи и восстановления синтезированных голограмм. Описаны конкретные методы коррекции и экспериментальные результаты. [c.5]

Фиг. 5.4. Схема записи ультразвуковой голограммы методом синтезированной апертуры.

Четвертая глава посвящена методам записи синтезированных голограмм, т. е. преобразованию массива чисел, описывающих голограмму, в физическую голограмму, способную работать в оптической системе. Рассматриваются и сравниваются менаду собой методы многоградационной и бинарной записи на амплитудных и фазовых средах, методы записи цветных голограмм. Приведены примеры синтезированных голограмм и восстановленных изображений. [c.5]

Как уже отмечалось в 4.1, главная трудность при записи синтезированных голограмм и фильтров — необходимость записывать одновременно их амплитудную и фазовую части. Эту трудность можно преодолеть, если записывать эти части по отдельности. Так, в [63] предложено синтезировать оптимальный фильтр (7.9) в два этапа на ЦВМ синтезировать амплитудную компоненту фильтра, а фазовую компоненту записать голографическим методом в виде голограммы, состоящей из набора кольцевых дифракционных решеток, сдвинутых одна относительно другой на половину периода решетки (метод нерегулярной фазовой решетки). Процедура оптического синтеза фазовой компоненты винеровского фильтра подробно описана в [200]. [c.151]

При оптическом методе с синтезированной голограммы фотоспособом получают голограмму, размером примерно в четверть миллиметра при сохранении ее разрешающей способности. Затем эту голограмму помещают в лазерный лучистый поток с той длиной волны, для которой голограмма была рассчитана (вспомните в формулах присутствовал коэффициент ). В результате дифракции на оптических неоднородностях голограммы будет восстановлено то изображение, голограмма которого записана на фотослое. [c.95]

Первые работы но цифровой голографрги появились почти сразу же за первыми работами по оптической голографии [152, 210, 93, 94, 15, 66]. Поначалу это были попытки повторения па цифровых моделях оптических схем записи голограмм для получения оптических пространственных фильтров и моделирования годографических процессов. Несколько позднее была поставлена задача визуализации информации с помощью синтезированных голограмм [67, 42, 13], цифрового восстановления акустических и радноголо-грамм [2, 4, 66], измерения диаграмм направленности антенн [8], автоматического анализа ннтерферограмм. В настоящее время цифровая голография складывается в достаточно самостоятельное направление со своими задачами и методами. Цель предлагаемой книги — очертить это направление, обобщить результаты, накопленные к настоящему времени и разбросанные во множестве статей, и дать обзор известных и намечающихся практических применений цифровой голографии. [c.4]

Для изготовления гибридных голограмм необходимы специальные устройства записи, способные использовать предварительно экспонированные фотографические материалы. Требования к материалам для записи оптических и синтезированных голограмм значительно отличаются. Первые должны иметь очень высокое разрешение (несколько тысяч линий на мм), но могут иметь низкую чувствительность. Вторые — не высокую разрешающую способность (несколько сотен линий на мм), но должны быть высокочувствительными, чтобы время записи синтезированных макроголограмм, содержащих несколько десятков миллионов отсчетов, было не слишком большим. Сочетать высокую разрешающую способность и высокую чувствительность в одном материале трудно. Поэтому для записи оптических и синтезированных голограмм в настоящее время приходится использовать разные фотографические материалы. Учитывая это, можно предложить следующие три метода для изготовления гибридных голограмм. [c.139]

Голограмма френелевской зонной пластинки при бинарном методе записи представляет собой семейство парабол. Такая голограмма имеет различную оптическую силу в направлении х ж у. Для коррекции фокусировки луча можно использовать дополнительную цилиндрическую линзу, имеющую то же значение фокусного расстояния, что и синтезированная голограмма. Увеличенный фрагмент синтезированных френелевских зонных пластинок, использовавшихся в экспериментах с дефлектором барабанного типа, показан на рис. 7.19 [103, 180]. Голограмма записывалась с помощью графопостроителя, после чего уменьшалась фотографическим способом в 20 раз и регистрировалась на фотопленке Кодак 0343. Число адресуемых точек (элементов разрешения) с помощью такой голограммы составляло 320. На рис. 7.20, а—в приведены экспериментальные результаты работы лазерного дефлектора барабанного типа (см. рис. 7.18, а), которые соответствуют освещению участка а голограммы, показанной на рис. 7.19. Центральная точка — это недифрагированная часть волны. Удлиненные линии по обеим сторонам от центра — результат того, что синтезированная голограмма обладает астигматизмом, и поэтому один [c.158]

Нередко бывает так, что мы хотели бы получить голографическое изображение объекта, придуманного нами или не имевшегося у нас в наличии, или такого, для которого нельзя получить голограмму обычными методами. Например, нам понадобилась трехмерная модель молекулы, а строить ее обычными способами мы не имеем возможности. Или нам нужно получить дисплей срезов объекта (таких, например, которые получают с помощью ультразвуковых В-ска-неров) в их правильном трехмерном соотношении. Бывает так, что мы хотим записать небольшую голограмму большого объекта, но так, чтобы его восстановленное изображение не находилось далеко от голограммы. Для этих и многих других целей были изобретены различные методы формирования синтезированных изображений. Здесь описываются некоторые из этих методов. Однако мы не будем обсуждать голограммы, синтезированные на ЭВМ. Обсуждение этого хорошо разработанного аспекта увело бы нас в сторону от чисто оптической голографии. Голограммы, синтезируемые на ЭВМ, рассмотрены в книге Кольера и др. [3, гл. 19], где в гл. 18 обсуждаются многие из основных идей формирования синтезированных изображений. Мы опустили в нашем рассмотрении ссылки на литературу, поскольку в книге Кольера и др. можно найти как подробное обсуждение этого вопроса, так и иллюстрации и ссылки на литературу. [c.225]

В последние годы появился ряд работ, где показаны возможности записи радужной голограммы с помощью синтезированной щели при наличии линзы, формирующей изображения, а также без нее (гл. 3). При этом используется полная апертура предметной волны, но искусственная щель необходимой формы создается путем перемещения или предметной волны, или самого предмета, или диффузора в определенной плоскости по заданному закону и заданной скорости перемещения Формирование нскусствеипоп щели делает нецелесообразным использование этого метода в интерферометрии. [c.127]

Цифровой голографией называется метод получения и восстановления голограмм, при котором основная роль отводится компьютеру. Роль компьютера заключается в расчете распределения коэффициента прозрачности или преломления по полю голограммы, которое затем записывается в оптической запоминаютцей среде. С помотцью компьютера рассчитывается и восстанавливается изображение, которое записано на такой синтезированной голограмме и которое можно было бы получить оптическим путем. [c.180]

Если аналоговую голограмму записать во встречных пучках по методу Ю. Н. Денисюка [25, 26], то полученная в результате гибридная голограмма будет восстанавливаться в белом свете и может быть сделана отран ательной. Таким образом, гибридная голограмма может сочетать достоинства оптических голограмм — простоту и удобство наблюдения в естественном освещении — с возможностью визуализации объектов, заданных математическим описанием или сигналом, обеспечиваемую синтезированными го-.чограммами. [c.138]

Во многих случаях задача состоит в том, чтобы в данный момент времени можно было наблюдать лишь отдельную плоскость сечения объекта на некоторой его глубине. Можно привести несколько примеров. Ультразвуковые сканеры типа В дают наборы срезов , или томографические картины , объекта по глубине при зондировании вдоль некоторой линии объекта звуковым эхо. Трансаксиальная томография также дает нам поперечные сечения объекта при просвечивании его рентгеновскими лучами. Формирование изображений в у-лучах методом кодированной апертуры позволяет наблюдать любую плоскость по глубине объекта. То же самое позволяет и акустическая голография. Во всех этих случаях мы имеем N изображений, чтобы записать N планов по глубине. И снова голографическое мультиплексирование обеспечивает простой способ одновременного наблюдения за всеми этими изображениями при соответствуюш,их их положениях по глубине. Этот вопрос был рассмотрен в обзоре Колфилда [1]. Схема записи приведена на рис. 6. Вместо того чтобы между экспозициями перемещать регистрирующую среду и использовать в данный момент времени только узкую полоску, мы перемещаем рассеиватель и при каждой экспозиции экспонируем всю голограмму. При необходимости записывать много планов по глубине можно было бы изобрести более экзотические методьг мультиплексирования, чем простой метод многократной экспозиции, чтобы избежать уменьшения отношения сигнал/шум в раз (см. 5.2). Хотя эти синтезированные изображения и полезны, однако они никогда [c.232]

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]

Метод апертурного сопряжения предполагает такую гео.мет-рию записи и восстановления оптической схемы, при которой его изображение щели синтезируется на противоположной стороне пластинки. При восстановлении голограммы это создает ортоскопическое представление об изображении. В случае освещения голограм.мы белым светом >/ будет длиной волны, выбранной наблюдателем для просмотра. Если выбрать в оптической схеме записи и восстановления следующие параметры 234=16,5 СМ, Zi4=120 см, 24= 14 см, (А, А)=0,83, то 2 14 = = —40 см, то синтезированная щель будет восстанавливаться н противоположной стороне голограммы. Заметим, что изображение любой точки объекта также будет удовлетворять соотно-шённю апертурного сопряжения (3.3,11). Поскольку расстояние от объекта О до голограммы намного короче, чем расстояние от изображения sine — функции SF. как видно на рис. 3.12, то изображение будет восстанавливаться близко к исходному положению объекта. Например, если расстояние Zo4 взять равным 4 см., то как следует из выражения (3.3.11) расстояние от голограммы до восстановленного изображения объекта будет равно 3,8 см. [c.90]

Голография, как явление, позволяет в принципе регистрировать и воспроизводить волновые поля объектов, движущихся с большими скоростями (вплоть до релятивистских), при этом воспроизводится амплитуда, фаза, спектральный состав и поляризация излучения. Развиваются методы, дающие возможность записать изменение параметров излучения во времени. Свойство голограммы формировать обращенные (сопряженные) волны находит важное применение для компенсации влияния оптических неоднородностей сред. Процессы, протекающие в трехмерной голограмме, как показано Ю. Н. Де-нисюком, в некоторых отношениях родственны процессам мышления и могут быть в дальнейшем использованы для их имитации. На основе трехмерной голограммы может быть создана сверхплотная оптическая память. Одним из новых научно-технических достижений стала компьютерная томография (метод плоских сечений), позволяющая получать скрытые от глаза сечения внутренних органов человеческого тела, сечения, получаемые при компьютерном синтезировании их рентгеновских и акустических изображений. Думается, что сочетание этого метода с голографией, т. е. синтез объемных изображений органов (головной мозг и т. п.), последовательное освобождение их (путем голографической обработки изображений) от закрывающих их тканей, должно предоставить еще большие возможности. [c.123]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...