Разрешающая способность в голографии

РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ В ГОЛОГРАФИИ [c.87]

Поскольку обработку сигналов осуществляют совместно, фронтальную разрешающую способность такой системы определяют по той же формуле, что и для фокусирующего преобразователя Z = 2р X/sin 0 2%. Если нет конструктивных препятствий к увеличению зоны 2L, то разрешающая способность акустической голографии не зависит от глубины залегания дефекта. В этом случае она равна максимально возможной фронтальной разрешающей способности для ультразвукового метода контроля. [c.397]

В чем причина этих ограничений разрешающей способности проективной голографии Очевидно, в том, что доступные фотоэмульсии и источники света тех размеров, которыми мы располагаем, не позволяют зарегистрировать слишком частые интерференционные полосы. Например (рис. 17), если имеется эмульсия с разрешением 0,5 мкм то с ее помощью можно различить два точечных предмета, отстоящих друг от друга на расстоянии не меньше чем на 10000 А, даже в том случае, если использовать рентгеновское излучение на длине волны 1 А. При этом такое разрешение достижимо лишь в оптимальных условиях, когда предмет освещается плоской волной, и можно зарегистрировать интерференционные полосы шириной 0,5 мкм. [c.139]

Основные физические идеи голографии были сформулированы Д. Габором в 1948 г. в связи с проблемой повышения разрешающей способности электронных микроскопов. Габор подтвердил свои теоретические соображения экспериментами в оптической области спектра. Однако в силу указанных трудностей голография развивалась очень медленно вплоть до создания оптических квантовых генераторов, излучение которых, по самому принципу их работы, исключительно монохроматично и обладает высокой степенью про- [c.260]

Как известно, информация об объекте фиксируется на голограмме в виде совокупности интерференционных полос, причем расстояние между соседними полосами имеет порядок длины волны света, используемого в процессе получения голограммы. Следовательно, максимально возможная плотность записи информации обратно пропорциональна квадрату длины волны света с коэффициентом пропорциональности порядка единицы. Например, если для записи информации используется излучение гелий-неонового лазера (с длиной волны равной 0,6.3 мкм =, = 0,63- 1() см), то на I см голограммы можно записать до 3- К)" бит (бит — это двоичная единица информации, принимающая значения 0 или I). При этом, естественно, предполагается, что регистрирующая среда, на которой записывается голографическое поле, обладает разрешающей способностью, превышающей 2000 линий/мм. Такие вещества, как указывалось ранее, существуют и широко используются в голографии. [c.96]

Акустическая голография. Визуализация акустического изображения с использованием методов голографии существенно отличается от рассмотренных выше способов и прежде всего тем, что поступающую информацию обрабатывают с учетом не только амплитуды, но и фазы акустической волны. Такую обработку называют когерентной. В результате разрешающая способность УЗ К значительно повышается. [c.395]

Пространственное разрешение П. к, определяется масштабом фотографирования, разрешающей способностью объективов я плёнки, относит, отверстием объективов (при фотографировании больших глубин с малого расстояния), мощностью источника света и его монохроматичностью, стереоскопия, углом, определяемым базой (расстоянием между оптич. осями фотографирования) и высотой. Требуется знание оптич. констант П. к., т. к. фотографирование производится через неск. разл. оптич. сред (стекло, жидкость, воздух). Голография, метод регистрации позволяет получить изображение пузырьков в толстых слоях жидкости при их размерах 10 мкм. Пространственное разрешение П. к. приближается к разрешению в ядерных фоте эмульсиях. i [c.179]

Структуры, применяемые в Ф. р., можно использовать многократно запись после считывания стирается тепловой обработкой. Гл. достоинство- возможность считывания информации в реальном масштабе времени, т. е. сразу после записи, что позволяет применять Ф.р. для практически мгновенной передачи и преобразования изображений (напр., в телевидении). Высокая разрешающая способность и быстрое действие, характеризующие метод Ф.р., делают его перспективным для голографии, для использования в ЭВМ (в оперативной памяти, при вводе и выводе информации), для разл. видов оптич. обработки изображений. [c.266]

Изобретение в 1948 г. голографии Д. Габором, за которое ему была присуждена Нобелевская премия по физике 1971 г., основано на его работе по улучшению качества изображений, получаемых в электронной микроскопии. Результаты, полученные в 40-х годах с электронными микроскопами, оказались разочаровывающими, поскольку, несмотря на стократное улучшение в разрешающей способности по сравнению с лучшими оптическими микроскопами, разрешение оставалось далеким от теоретического значения. Быстрые электроны, используемые в электронной микроскопии, имеют длину волны де Бройля около 1/20 А, так что атомы должны разрешаться однако практически предел в то время составлял около 12 А. Основной причиной неудачи было наличие аберраций, связанных с использованием электронных линз. Именно при поиске путей решения этой проблемы Габором был создан метод, названный им восстановлением волнового фронта. Частично его идея исходила из принципов, заложенных в двухволновой микроскопии. У. Л, Брэгга (разд. 5.3.3). Он полагал, что если ему удастся зарегистрировать фазы так же, как и интенсивности в изображении электронного микроскопа, [c.104]

Все эти новые среды создаются и изучаются для целей физической голографии. В настоящее время становится актуальной задача создания сред специально для цифровой голографии. Они могут обладать меньшей разрешающей способностью, чем среды для физической голографии, но должны быть более чувствительными. Желательно, чтобы запись на таких средах могла осуществляться непосредственно электрическим сигналом без промежуточного преобразования его в световой и могла быть реверсивной. Необходимо также создание многослойных материалов для использования их в качестве комбинированных сред. [c.67]

Из практики голографии известно, что для нее пригодны только фотографические материалы весьма низкой чувствительности , если последнюю понимать так, как принято в фотографии. Причиной этому является требование высокой разрешающей способности, а в фотографии известно, что обеспечивают последнюю мелкозернистые пленки, которые в свою очередь требуют большой плотности энергии для создания необходимого эффекта. [c.105]

В заключение отметим, что исследования возможностей создания и использования полупроводниковых носителей информации, некоторые результаты которых ми только что рассмотрели, находятся в стадии интенсивного развития. Даже предварительные результаты исследования носителей на основе ХСП показали перспективность этих материалов. Высокая разрешающая способность, большая дифракционная эффективность при голографической записи и реверсивность этих материалов, несомненно, приведут к использованию этих материалов в голографии и при решении задач оптической обработки информации. Определенным недостатком этих материалов является их сравнительно низкая чувствительность, что, по-видимому, несколько ограничит область их применения, хотя, возможно, найдутся пути повышения чувствительности, например, за счет широких возможностей изменять состав этих материалов. [c.145]

Зависимость дифракционной эффективности голограммы от пространственной частоты регистрируемого поля интенсивности собственно и играет в голографии роль основной характеристики разрешающей способности фотоматериала. Примерный график такой зависимости приведен на рис. 26,а. Зная эту зависимость, нетрудно определить, какие изменения в реконструированное изображение вносит ограничение раз-72 [c.72]

Интерференционная зернистость является серьезным препятствием для достижения большой разрешающей способности при получении изображений в когерентном свете. Поскольку голографическая регистрация не обходится без использования когерентного света, проблема уменьшения зернистости имеет первостепенное значение в голографии. [c.118]

Голография предъявляет к регистрирующим материалам гораздо более жесткие требования, чем классические методы. При фотографической регистрации разрешающая способность должна быть такой же, как и ожидаемое разрешение в изображении. При визуальном наблюдении фотографических изображений достаточно разрешения порядка десяти линий на миллиметр. В голографии требования к разрешающей способности определяются другими параметрами, из которых наибольшее значение имеет угол между предметной и референтной волнами, определяющий несущую пространственную частоту голограммы. Разрешение, или разрешающая способность, является довольно грубой качественной характеристикой материала, и с этой точки зрения материал более полно описывается частотно-контрастной характеристикой. [c.139]

Другой важной характеристикой регистрирующего материала является чувствительность, к которой в голографии предъявляются требования не большие, чем в обычной фотографии. Фотографические материалы, до сих пор применявшиеся в голографии, гораздо чувствительнее новых материалов, которые, однако, имеют большую разрешающую способность. Обычно материал с большой разрешающей способностью обладает меньшей чувствительностью. [c.139]

Фотографический материал для голографии должен обладать специальными свойствами. Основным является требование к разрешающей способности, которая должна во много раз превышать разрешающую способность материалов, используемых в обычной фотографии. Из этого следует, что светочувствительный слой должен состоять из достаточно мелких и близко расположенных зерен бромида серебра. Мелкозернистость приводит к тому, что чувствительность материала снижается, поскольку требования к разрешению вступают в противоречие с требованиями к чувствительности. [c.146]

Чтобы получить в голографии высокую разрешающую способность, необходимо, чтобы оптическая система пропускала дифракционную картину в широком интервале углов [см. критерии [c.140]

Мы видим, что преимущества голографии Фурье по разрешающей способности по сравнению с голографией Френеля особенно заметны при больших углах дифракции и при малых расстояниях 0- Если // о=1000 (например, /=100 мм и go = 0,l мм), то коэффициент выигрыша G в этом случае равен [c.150]

Протяженность этого участка определяет величину синтезированной аппаратуры антенны и разрешающую способность РЛС бокового обзора. Потенциально достижимая разрешающая способность равна половине длины волны излучения, которым облучается объект. Метод синтезирования апертуры антенны является частным случаем обработки информации, используемым в голографии. Этим термином называют способы регистрации информации о параметрах полей, рассеянных объектами, на плоскостных или объемных индикаторах-голограммах. Облучая голограммы светом, возможно получать объемные изображения. [c.126]

Рис. 120. Фронтальная разрешающая способность при контроле образца (в) обычным эхо-методом (6) и при акустической голографии (в)

Регистрирующие среды, применяемые для фиксации голограмм, должны иметь высокую пространственную разрешающую способность (3000. .. 400 линий на 1 мм), что необходимо для регистрации тонкой микроструктуры интерференционной картины, возникающей в плоскости формирования голограммы. Это требование находится в противоречии с условием высокой энергетической чувствительности фотоэмульсии, поэтому реальные материалы, используемые в голографии, отличаются низкой светочувствительностью (0,01 единицы светочувствительности по сравнению с 35. .. 250 единицами для крупнозернистых материалов, используемых в обычной фотографии). [c.511]

Хорошо известно, что увеличение само по себе бесполезно, если оно не сопровождается высокой разрешающей способностью. Вопрос о разрешающей способности обычной голографии Френеля [I—5, 13, 14, 16, 17, 35—37, 40, 41] был подробно рассмотрен в работах Баеца [40, 42] и Эль-Сама [14]. Они показали, что основную роль здесь играют два фактора разрешающая [c.138]

К рез истрирующим средам в голографии предъявляется ряд особых требований. Во-первых, регистрирующие среды должны иметь высокую разрешающую способность, позволяющую фиксировать отдельные дифракционные линии, во-вторых, хорошую контрастность, которая обеспечивала бы получение достаточного различия между темными и светлыми участками голограммы. Применительно к фото-.эмульсиям, которые наиболее широко используют в голографии, эти требования достаточно противоречивы. [c.37]

Передача изображения в интегральной голографии осуществляется посредством введения в схемы элементов волоконной оптики и многомодовых волноводов. Напомним, что если диаметр волокон сравним с длиной волны света, то такое волокно следует рассматривать как ди.электри-ческий волновод, в котором существуют лищь вполне определенные постранственно-временные распределения. электромагнитного поля световой волны — моды. Многомодовые волноводные системы передачи изображения, способные уже в настоящее время конкурировать с во.до-конными системами, представляют собой плавно или дискретно неоднородные среды. Они получили название самофокусирующих волноводов (или селфоков). Коэффициент преломления п (г) в таких волноводах скачкообразно или плавно меняется в радиальном направлении по закону п(г)=п )( — Ь ,/2), где о — коэффициент преломления на оси, г — радиус световода, Л — постоянная. Многомодовые системы обеспечивают разрешающую способность порядка 300 линий/мм. [c.79]

В современных ультразвуковых установках дефектоскопического контроля сварьси применяются принципы голографии и томографии для повышения чувствительности и разрешающей способности контроля. Постоянно повьпиаются надежность и достоверность ультразвукового контроля, производительность которого увеличилась в 3-5 раз. Это позволяет на 20-30% сократить применение радиографии с соответствующим уменьшением расхода серебросодержащей рентгеновской пленки. [c.86]

В голографическом варианте факторами, ограничивающими разрешающую способность, также являются ограниченность апертуры голограммы и ее аберрации. Однако создание практически безаберрационных голограмм не встречается с такими трудностями, как при исправлении аберраций объективов. Коррекция аберраций объективов является, как правило, чрезвычайно трудоемкой задачей, которая до конца не решается. В голографии же, как показывает эксперимент, удается сравнительно легко достигнуть дифракционного предела разрешения при определенных размерах голограммы. Кроме того, создание голограмм большего размера является более простой задачей, чем создание объективов с большой апертурой. Следовательно, возможности голографии в отношении достижения высокой разрешающей способности выше, чем возможности лиизовой оптики. [c.121]

Однако и такая характеристика несколько неопределенна отклик фотоматериала может выражаться в виде изменения глубины модуляции, почернения (изменение контраста), изменения глубины фазового рельефа, изменения глубины модуляции показателя преломления и т. п. Влияние ограничения разрешающей способности фотоматериала на голограмму во всех этих случаях будет различным. В таких условиях единственно правильный способ учета разрешающей способности заключается в том, чтобы установить зависимость наиболее важных параметров решаемой задачи от пространственной частоты регистрируемого распределения интенсивности. В голографии стремятся к повышению яркости восстановленного изображения, поэтому одной из основных характеристик является дифракционная эффективность голограммы, под которой понимается отношение светового потока, идущего в полезное изображение, ко всему потоку излучения, падаюн1его на голограмму. [c.72]

Для сравнения рассмотрим тот же самый эксперимент по голографированию частиц, но с использованием внеосевой голографии при параметрическом проектировании. Предполагается, что на обеих стадиях голографического процесса используются плоские световые волны с длиной волны 6328 А. Чтобы разрешить частицы диаметром 1 мм в соответствии с критерием Рэлея, разрешающая способность голограммы должна быть не менее 1 пары линий/мм. Из формулы (26) следует, что для полного разделения спектра восстановленного сфокусированного изображения от спектра фона смещения угол между волной, продифрагировавшей на частице, и опорной волной должен быть равен 0 ==О,11°. С другой стороны, в соответствии с формулой (24) центр восстановленного изображения должен удовлетворять условию [c.171]

Во всех успешных применениях голографии в микроскопии использовался внеосевой опорный пучок с плоским волновым фронтом [10—12J. Применение такой геометрии приводит к минимальным аберрациям [15] и позволяет легко получать восстанавливающую волну, идентичную опорной, независимо от того, исследуется ли действительное или мнимое изображение. Хорошее качество голограммы достигается, если угол между опорным и объектным пучками можно выбрать таким, что пространственная частота интерференционных полос в интерференционной картине намного ниже максимума разрешаю1цей способности фотопленки (рис. 3). Для пленки с максимальной разрешающей способностью 1000 линий на миллиметр расстояние между соседними интерференционными [c.624]

Фирма ОРВО в ГДР производит ряд фотографических материалов, пригодных для голографических целей. Для их обозначения используются две буквы и число. Первая буква L определяет только тип материала, вторая — сенсибилизацию. Так буква О используется для обозначения ортохроматической сенсибилизации (например, аргоновый лазер), а буква Р — для панхроматической сенсибилизации (например, гелий-неоновый лазер). Специальные пластинки для голографии из серии LP, обозначаемые LP2 и LP3, имеют разрешающую способность 2000 лин/мм для LP2 и 1000 лин/мм для LP3. При этом, естественно, что пластинки LP3 чувствительнее, чем LP2, приблизительно в 16 раз. Из серии L0 для голографии разработаны пластинки L02, которые имеют разрешение 2000 лин/мм. Толщина чувствительного слоя всех материалов равна 8 мкм. Для обработки рекомендуется проявитель ОРВО 71. [c.148]

В конце 1964 г. [27] они доказали, что голограмма Фурье дает гораздо более высокую разрешающую способность, чем обычная голограмма Френеля (разд. 3). Однако первоначально считалось (разд. 7 гл. 5), что голограмму Фурье можно получить только в фокальной плоскости системы фокусирующих линз или зеркал. В такой системе волна, рассеянная предметом, подвергалась преобразованию Фурье, а уже затем интерферировала с опорной волной. Поэтому необходимость фокусирующих элементов при получении голограммы Фурье превращалась в непреодолимое препятствие при использовании этой схемы голографии Фурье в рентгеновском диапазоне, пока, наконец, в начале 1965 г. автор [29] не предложил способ получения безлин-зовой голограммы Фурье. Необходимость введения фокусирующих элементов между предметом и голограммой полностью отпала (разд. 3) Для рентгеновских лучей при длинах волн 1А голограмма Фурье позволяет в 1000 раз повысить разрешающую способность по сравнению с голограммой Френеля, Однако даже и это преимущество, казалось, ничего не может дать, так как для его реализации требовалось создание точечных опорных пучков с размером, равным желаемой разрешающей способности, т. е. 1 А. Наконец, в 1965 г. автор и его сотрудники [30] доказали, что размытые изображения, получаемые от протяженного источника, можно восстановить с высоким разрешением по схеме корреляционной компенсации, если использовать для этого источник определенной пространственной структуры, воз-рождаюи ий разрешение в процессе восстановления [31] (разд. 3). [c.129]

Достоинством микроскопической голографии является также и то, что она сохраняет фазовую информацию о предмете. Кроме того, возможность увеличения без помощи линз в ряде случаев даст выигрыи в разрешающей способности по сравнению с линзовыми микроскопами. Предполагаемые применения голографического микроскопа связаны с наблюдением тканей, пораженных раком, а также подвижных или короткоживущих микрообъектов, например амеб и кровяных телец. Их можно быстро зарегистрировать, а затем с помощью голограммы просматривать по глубине. [c.332]

Второй этап развития голографии связан с созданием в 1960 г. газового лазера видимого излучения с высокой степенью когерентности. Два инженера - И. ЛейтиЮ. Упатниекс, используя принципы однополосной модуляции в технике связи, применили наклонный пучок света, создающий когерентный фон, чем полностью устранили недостатки первоначального эксперимента Д. Габора. С помощью двухлучевой голограммы они продемонстрировали высококачественное трехмерное изображение предметов, подтвердив предсказание Габора. Качество изображения было таким высоким, а объемность была настолько реальной, что для того, чтобы подробнее рассмотреть левую или правую сторону предмета, достаточно было сместить голову в этом направлении. Приоткрывалась другая, невидимая ранее, сторона предмета. Это очень впечатляло Многие ученые и инженеры увлеклись голографией, началось ее победное шествие по многим лабораториям мира. С помощью голографии надеялись решить многие проблемы автоматическое распознавание, объемное кино, объемное телевидение. Сенсационным статьям журналистов (далеких от подлинной науки) не было конца. Прогнозы - один заманчивее другого А широкое внедрение голографии задерживалось из-за ряда технических трудностей. Не было еще лазеров с высокой степенью когерентности, не было фотоматериалов с высочайшей разрешающей способностью при [c.3]

Никакие конструктивные объективы не помогают избавиться от этого недостатка, так как он обусловлен самш волновой природой электромагнитных колебаний. И именно он определяет одну из основных характеристик оптических приборов - их разрешающую способность, т. е. способность различать две близко расположенные светящиеся точки (например звезды). Это явление, ухудшающее разрешающую способность электронных микроскопов, заставило Денниса Габора задуматься над тем, как можно устранить последствия дифракции. И он предложил способ, в котором были заложены основные принципы голографии. Но об этом немного позже. [c.36]

Отличительной особенностью голографии является то, что на голограммах регистрируется не непосредственное изображение объекта, как в фотографии, а преобразование Фурье или Френеля функции рассеяния, определяющей структуру его изображения. Эта особенность и используется в радиоголографии. По отраженным от объектов радиосигналам, принятым в различных точках пространства в различные моменты, можно формировать голограммы с синтезированными апертурами, размеры которых во много раз превосходят размеры используемых антенн. По голограммам получают видимые изображения объектов с весьма высокой разрешающей способностью. [c.126]

Первые экспериментальные работы по формированию радиоголограмм и восстановлению по ним изображения голографируемых объектов были выполнены Р. Дули в 1965 г. и Д. Дуффи в 1966 г. Они использовали системы, аналогичные используемым в оптической голографии. Поэтому такие голограммы стали называть квазиоптическими. С таких голограмм, полученных в сантиметровом диапазоне волн, было получено видимое изображение объектов, однако качество его не было высоким из-за малых размеров радиоголограмм, определяющих разрешающую способность. Изображение, восстанавливаемое по радиоголограммам с синтезированными апертурами, имеет более высокое качество. [c.126]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...