Восстановление изображения с голограмм

Дело в том, что технические средства не в состоянии прямым путем измерить фазу столь высокочастотных колебаний, какими являются световые сигналы, поскольку реакция любого приемника света (фотоумножителя, фотодиода, фототранзистора и даже человеческого глаза) определяется значением средней интенсивности света. Однако решение этой задачи оказалось неожиданно очень простым. Д. Габор предложил использовать для получения голограммы интерференцию двух когерентных пучков света, называемых обычно объектным и опорным, а для восстановления изображения с голограммы — явление дифракции света. [c.10]

Как отмечалось в 8.1, на восстановлении изображений с голограмм сказывается эффект маскирования. Кроме того, на результате восстановления голограмм сказываются также искажения, связанные с собственными шумами датчика сигнала голограммы. Влияние этих факторов снижение контраста изображения на периферии га Счет маскирования и значитель- [c.167]

Следует заметить, что при копировании толстых голограмм голограмма-оригинал должна освещаться волной, во всем аналогичной исходной опорной волне. Если это не выполняется, например в случае, когда кривизна и/или направление восстанавливающей волны не совпадает с кривизной и/или направлением исходной опорной волны, то разрешение и поле зрения восстановленного изображения могут уменьшиться. Изменение длины волны также приводит к плохому восстановлению изображения с голограммы-оригинала, а следовательно, и к плохой копии. [c.412]

Для восстановления изображения с голограммы-копии (рис. 15) применяется лазер 1 и расширительная линза 2, формирующая расходящийся пучок 3, сопряженный с опорным пучком 14 (см. рис. 14), использовавшимся при получении голограммы-копии. На- [c.30]

Для восстановления изображения с голограмм с минимальными искажениями и максимальным разрешением в общем случае требуется, чтобы восстанавливающий источник имел те же длины волн, когерентность, направление распространения и расходимость, что и опорный пучок при записи голограмм. В зависимости от назначения и дальнейшего использования восстановленного изображения требования к когерентности и длине волны излучения могут быть в значительной степени снижены. Если, например, голограмма отражательная и используется непосредственно для визуального восприятия, то для ее восстановления обычно применяют источники некогерентного белого света, например лампы накаливания или дуговые лампы. Достаточно высокое разрешение при восстановлении монохроматических изображений глубоких объектов, соразмерных с голографической пластиной, получается при использовании ртутных шаровых газоразрядных ламп, имеющих линейчатый спектр и разрядный промежуток менее 0,5 мм. В случае пропускающих голограмм, в том числе голограмм сфокусированного изображения, применимы лазеры и источники монохроматического некогерентного света, причем к лазерам не предъявляется требований работы в одномодовом и одночастотном режиме (см. главу 1.4). [c.36]

О ранних этапах развития голографии достаточно много написано [1—3]. В данной главе рассмотрены способы записи голограмм и восстановления изображений при помощи источника белого света. Начало рассмотрения этих способов со схемы Габора вызвано не исторической необходимостью, а потому, что она является основной для всех методов записи голограмм и восстановления изображений с голограмм в белом свете. [c.6]

Рис. 1.5. Схема восстановления изображений с голограммы Габора.

Для определенности рассмотрим две разновидности схемы записи голограммы I) предметная и опорная волны плоские 2) предметная волна сферическая (от точечного источника), а опорная — плоская. Восстановления изображений с голограммы проводятся с помощью монохроматических плоской волны, волной от точечного источника и в белом свете. [c.121]

К настоящему времени определены направления, на которых применение цифровой голографии дало определенные результаты, - это изучение голографического процесса во всех его звеньях расчет на ЭВМ голографических фильтров, необходимых для пространственной фильтрации восстановление изображений с голограмм, полученных неоптическими (акустическими, радиолокационными) средствами визуализация условных изображений несуществующих предметов и т.п. [c.8]

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ С ГОЛОГРАММ [c.95]

Голограмма Фраунгофера получается, если она находится в дальней зоне дифракционной картины, образуемой на объекте. Тогда требуется создание коллимированного пучка. На рис. 42.4, а изображена принципиальная схема получения голограммы Фраунгофера, а на рис. 42.4, б схема восстановления изображения с голограммы. Процесс записи и восстановления понятен из рисунков. [c.307]

Рис. 128. Схема восстановления изображения с голограммы

Запись и восстановление изображения с голограммы с плоским опорным пучком представлены на фиг. 5.1. Не теряя общности рассуждений, рассмотрим только двумерный случай с объектом, расположенным на оси X, и плоскостью голограммы, расположенной по оси Z, на которой интерферируют предметный и опорный пучки, как показано на фиг. 5.1, й. Выделим из объектного пучка произвольный луч, выходящий из верхней точки объекта под углом а к оси X и пересекающий ось Z на расстоянии Z] от начала координат. Если предположить, что вдоль этого луча распространяется плоская волна, то колебание в любой точке, расположенной на оси Z в области Z , можно выразить как [c.155]

Фиг. 5.1. Запись и восстановление изображения с голограммы.

Восстановление изображения с голограммы показано на фиг. 5.1,6. Голограмма располагается в плоскости Z и освещается плоской волной, наклоненной к оси под тем же углом, что и опорный пучок. Для простоты принимаем, что размеры [c.156]

Аналогичные соображения лежат в основе цветной голографии. Для осуществления цветного изображения по методу Денисюка можно зарегистрировать голограмму, используя освещение объекта (одновременно или последовательно) излучением, имеющим в своем спектре три линии (красную, зеленую и синюю). Тогда в толще фотоэмульсии образуются три системы стоячих волн и соответственно три системы пространственных структур. При восстановлении изображения с помощью белого света каждая из указанных систем будет формировать свое изображение объекта в свете соответствующего спектрального участка, примененного во время экспонирования. Поскольку положение изображения не зависит, согласно изложенному в предыдущем параграфе, от длины волны, мы получаем три совмещенные изображения в трех участках спектра, а этого уже достаточно для восстановления цветного изображения. [c.265]

Второй этап (рис. 4, б) состоит в восстановлении изображения с помощью голограммы. [c.19]

Каждый из членов 2 yT os[if (х, y) i x, у)] соответствует независимому взаимодействию света от различных элементов объекта с опорной волной. При восстановлении изображения с линейной голограммы каждый из этих членов характеризует волны от соответствующих элементов объекта. [c.107]

Рассмотрим процесс восстановления изображения с переданной голограммы с учетом влияния следующих параметров телевизионного тракта импульсного отклика телевизионного тракта Л(ф, р), размеров переданной голограммы Dxi, Dy, и промежутка между строками dx- Влияние шумов канала будет рассмотрено отдельно. [c.183]

I X, у] = /С, [/ х у) g,, (л-, у) 4- g x, у)]. (5.4.1) Влияние этих шумов на восстановленное, изображение определяется видом преобразования над этим распределением коэффициента пропускания, зависящим от типа схемы голографирования. В частности, для голограммы Фурье это преобразование является преобразованием Фурье. Тогда можно показать, что распределение амплитуды света в плоскости восстановленного изображения, с учетом конечных размеров голограммы будет [c.188]

Принципиально возможна коррекция искажений, вызванных нелинейностью развертывающих устройств. В одной из первых работ по голографии [130] указывалось, что голография позволяет полностью компенсировать аберрации объектива, если регистрация голограммы и восстановление изображения с нее осуществляется с помощью одного и того же объектива. Применение аналогичного метода для компенсации нелинейных искажений предложено в работе [131]. Передаваемая голограмма формируется с помощью двух опорных источников, один из которых служит в дальнейшем опорным источником при повторном голографировании изображения, восстановленного с переданной голограммы, с целью компенсации геометрических искажений. Однако в практической реализации этот метод достаточно сложен. Поэтому необходимы меры для обеспечения высокой степени линейности разверток по строкам и кадрам при передаче голограмм. [c.197]

Возможность восстановления цветного изображения с голограммы, переданной по системе черно-белого телевидения, что открывает возможность создания системы цветного объемного телевидения. [c.287]

Эксперименты по регистрации сфокусированных голограмм с диффузно рассеянным опорным пучком, проведенные с импульсным рубиновым лазером, работавшим в многомодовом режиме без модуляции добротности и с полностью открытой диафрагмой, подтвердили предположение о возможности достижения значительного энергетического выигрыша и, следовательно, существенного упрощения установки. Голограммы Френеля диффузно отражающего объекта, полученные в излучении этого лазера, формировали восстановленные изображения с существенными искажениями, а использование схемы регистрации сфокусированных голограмм с протяженной опорной волной позволило получить реконструированные изображения практически без искажений. [c.53]

Толстая, или объемная, голограмма может выполнять роль как фильтра, так и собственно голограммы. В 5.2 мы показали, что голограмма, записанная в толстой среде, образует поверхности внутри такой регистрирующей среды, а не просто интерференционные полосы. Оптимальным углом освещения объемных голограмм является угол, совпадающий с тем, под которым падает опорная волна. Если за время с момента записи объемной голограммы до ее использования регистрирующая среда не меняет своей формы и не испытывает усадки и если она восстанавливается на той же самой длине волны, что и при освещении, то этот угол равен углу Брэгга. Дифракционная эффективность уменьшается не только при отклонении угла падения восстанавливающей волны от своего значения при записи, но также и при изменении длины волны восстанавливающего света. Таким образом, угол Брэгга определяется длиной волны и геометрией схемы записи. Изменение длины волны приводит к изменению угла, при котором все отраженные волны складываются в фазе. Этот эффект исключает появление лишних изображений, наблюдаемых в случае плоских цветных голограмм. Объемная голограмма будет только тогда восстанавливать изображение с высокой дифракционной эффективностью, когда она освещается под соответствующим углом светом с длиной волны, использованной при записи. Вопрос о восстановлении изображений с толстых отражательных голограмм мы подробно рассматривали в 5.1. [c.218]

Мультиплексные голограммы (см. 5.2) позволяют сохранить поляризацию объектной волны в голографическом процессе. При этом записываются две голограммы, по одной для каждого состояния поляризации опорной волны. Например, опорные волны могут вводиться под разными углами, так чтобы можно было использовать освещение голограммы с помощью двух волн, по одной для каждого состояния поляризации. Этот процесс аналогичен тому, который используется при записи и восстановлении двухцветных голограмм (см. 5.3). Каждая освещающая волна взаимодействует с двумя голограммами, так что при этом воспроизводится полная картина из четырех изображений [71. Два из этих изображений оказываются наложенными друг на друга и формируют восстановленное изображение с такой же поляризацией, как и у объектной волны. Достоинством такого изображения является то, что при этом полностью сохраняются свойства объектной волны. Например, свойства объектов, проявляющих поляризационные эффекты, можно изучать с помощью поляризатора по восстановленным с голограммы их изображениям в отсутствие самого объекта [1, 2, 3, 4, 5]. [c.223]

Четыре других положения голограммы могут обеспечить яркие, но искаженные восстановленные изображения. При этом для получения ярких изображений в ограниченном по углу поле зрения эти ориентации голограммы должны удовлетворять условиям Брэгга. Две из рассматриваемых возможностей восстановления изображения с объемной голограммы, приведенные на рис. 3, б и д, аналогичны друг другу, за исключением того, что восстанавливающие [c.246]

При восстановлении изображения с такой голограммы в объектную волну помещают рассеиватель. Мнимое изображение можно наблюдать при нормальных условиях. Хотя при голографировании используется большой угол зрения, но лишь небольшая часть ультразвукового пучка, которая удовлетворяет условиям угла Брэгга, видна яркой. Если наблюдать изображение в телескоп, установленный под углом Брэгга, то с одной и той же яркостью можно видеть весь ультразвуковой пучок. [c.354]

Принцип 2. С помощью голографии Фурье можно получить минимальный размер голограммы или максимальную плотность записи, имеющей идеальную избыточность записи. Диаметр голограммы связан с диаметром отверстия выборки критерием Рэлея. При этом энергия света, несущего информацию, заключена в ограниченную площадь голограммы. В восстановленном изображении, когда голограмма освещается пучком, диаметр которого почти совпадает с диаметром голограммы, отсутствует какой-либо спекл-шум. [c.367]

Некоторые важные свойства голограмм Фурье используются в микроскопии. Изображение, восстановленное с голограммы Фурье, остается неподвижным при перемещении голограммы. Это позволяет восстанавливать неподвижные изображения с голограмм, записанных на рулонную пленку, в то время как пленка движется. На фотографии восстановленного с голограммы Фурье изображения получаются два действительных изображения, симметричных относительно изображению точечного опорного источника. Голограммы квази-фурье можно формировать без линз, если точечный опорный источник расположен в той же плоскости, что и объект (см. 4.3, т, 1 настоящей книги). [c.627]

Предположим, что мы записали голограмму наилучшего качества, обработали ее и с нее восстановили изображение. Рассмотрим теперь, каким образом можно исследовать действительное восстановление изображения с помощью стандартных методов микроскопии. Если линза, применявшаяся в процессе регистрации голограммы, при восстановлении изображения снова помещается на то же самое место, что и при записи, то весь свет, не дифрагировавший на объекте, собирается в фокус (рис. 4). Помещая в фокус линзы непрозрачную заслонку, можно получить освещение по методу темного поля. А помещая в фокус линзы фазосдвигающий элемент, можно получить освещение по методу фазового контраста. [c.630]

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]

Дальнейшее улучшение качества восстановленного изображения может быть получено, если несущий его пучок Е отразить от второго обращающего зеркала и вновь направить на голограмму для получения опорного пучка, более близкого к Ejo- При этом реализуется итерационный процесс, сходящийся к точному исходному изображению Aj (/ ). Последовательней всего это осуществляется при помещении голограммы в резонатор лазера на смешении волн с двумя обращающими зеркалами и угловым фильтром у каждого из них [78] (рис. 7.186). Обратим внимание на многообразие функций, которые выполняют при этом обращающие зеркала наилучшее согласование выделяемых мод-изображений с голограммой, компенсация потерь в системе вплоть до получения генерации, подавление ненужных изображений. [c.249]

Удаление воды из эмульсионного слоя приводит к почти по, ьми-кратной механической усадке. При этом образуются участки, в которых угол Брэгга, соответствующий максимальной дифракционной эффективности, отличается от такового для остальной части голограммы, что представляет собой значительное препятствие для получения неискаженной записи интерференционных полос по толщине эмульсии. Эта проблема весьма серьезна, и мы без преувеличения утверждаем, что неправильная, viuKa при восстановлении изображения с голограммы вносит искажений куда больше, чем любая другая ступень обработки. [c.399]

На рис. 4.17, 4.18 и 4.19 соответственно приведены фотографии восстановленных изображений с голограмм прозрачных букв на темном фоне, темных букв на прозрачном фоне и фраг-.мента из страницы текста а — проекционные изображения, восстановленные с помощью когерентной волны б — черно-белые фотографии восстановленных радужных изображений в отраженном белом свете в — изображения, восстановленные при диффузно-рассеянном белом свете. Проекционные изображения получены на фотопластинке (без фотоаппарата), расположенной на пути изображения Pi, вместо экрана S, на расстоянии [c.125]

Голографирование в реальном масштабе времени осуществляют экспонированием голограммы неподвижного объекта и наложением восстановленного с голограммы изображения на колеблющийся объект. В результате непосредственной ин-терференции восстановленного изображения с вибрирующим объектом образуется система подвижных (иногда их называют живыми) интерференционных полос, позволяющая исследовать вибрационные поля объектов в динамике визуально либо записывать их на фотопленку или видеорекордер. Метод особенно выгоден для получения информации об отклике объекта на изменение возбуждающих параметров (амплигуды или частоты колебания). Специфика метода заключается в необходимости фиксировать (проявлять) голограмму на месте экспозиции, что в случае приме-иения традиционных фотоматериалов непроизводительно. Применение специальных термопластичных материалов позволяет создавать исключительно эффективные Устройства, реализующие данный метод. [c.131]

Ниже описано несколько экспериментов по цифровому восстановлению изображений с оптических и акустических голограмм [41, 81]. При восстановлении оптической голограммы Фурье [37] исходная голограмма с максимальной пространственной частотой, приблизительно равной 100 лин/мм [39], фотографически увеличивалась в 20 раз. После увеличения голограмма была введена в, ЦВМ в виде матрицы из 512 X 512 чисел, полученных в результате измерения видеосигнала на растре 512 X 512 элементов. [c.167]

Недостаток этого способа заключается в том, что для получения восстановленного изображения с исходным угловым размером необходимо оптическое уменьшение передаииого изображения голограммы до начальных размеров передаваемого участка голограммы. А двойное использование оптики для увеличения и уменьшения голограммы резко повышает требования к качеству оптических элементов. В некоторых случаях целесообразно применять анаморфотную (или цилиндрическую) оптику для согласования спектра пространственных частот с анизотропной частотно-контрастной характеристикой регистрирующей среды или устройства. Это позволяет увеличить передаваемую площадь голограммы, по сравнению с применением сферической оптики. На применение этого метода указывается в [198]. Этот метод можно применять для согласования анизотропного спектра голограммы с апертурной характеристикой передающей телевизионной трубки. [c.275]

Рис. 8.4.1. Метод пространственно-частотных выборок а — схема голографирования для получения й.озаики из участков голограммы б — схема восстановления изображения с мозаики.

Фильтрация во френелевской зоне. Рассмотрим теперь фильтрацию во френелевской зоне в общем случае произвольного расположения восстановленного изображения относительно голограммы. Заметим при зтом, что для проведения любого вида фильтрации несущественно, совпадает ли изображение с плоскостью голограммы или локализуется вне этой плоскости. Пусть восстановленное изображение переотображается оптической системой из двух соосных линз (рис. 75), содержащей зкран с фильтрующей апертурой в плоскости которая находится на расстоянии / от ее фокальной плоскости (d2 = f l). Для смещенного состояния объекта световое поле в плоскости восстановленного изображения представим в виде [c.147]

В схеме, разработанной недавно фирмой Hita hi Ltd (Япония), для получения полной цветной стереограммы используется проецирование изображени11 с голограмм [И]. При разработке системы был принят ряд мер, чтобы свести к минимуму влияние спеклов и получать восстановленное изображение с высокой точностью соответствия полутонов объекту. На каждом кадре фильма исходный объект записывается под разными углами на 11 цветных транспарантах через 40°. Затем на полосе голографической пленки с помощью трех отдельных лазерных пучков (синего, зеленого и [c.498]

Рис. 2. Применение последующего увеличения г помощью обычного микроскопа а — схема записи го.пограммы б — схема восстановления изображения с голо граммы. Угол падения опорного пучка и разница в длинах путей опорного и объ ектного пучков Moryi меняться (согласование пространственной частоты голо граммы и разрешающей способностью пленки с длиной когерентности лазера) М — зеркало СД — светоделитель И — голограмма.

Отсюда видно, что цветовое размывание пропорционально ширине апертурной щели и отношению между плоскостью объек- та и плоскостью свертки падающего светового пучка, относительно голограммы. Это отношение отрицательно в случае го- Лограммы сходящегося объектного пучка, в котором мы получаем мнимое изображение объекта и действительное изображе- НИе апертуры, или наоборот, что зависит от геометрии восстановления изображения. С другой стороны, является положи-15Рельным для обеих геометрий восстановления изображения в лучае голограммы расходящегося объектного пучка. Это озна-Чает, что как в первом случае, изображение подвергается сжатию, что ведет к расширению восстановленного изображения в вертикальном направлении. Подобный опыт согласуется с экспериментальными результатами. [c.85]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...