Изображение протяженных предметов

Вторая проблема, возникаюш,ая при когерентном освещении,— изменение условий формирования изображения по сравнению с некогерентным случаем (имеется в виду изображение протяженного предмета) [30]. Хорошо известно, что при когерентном освещении происходит осцилляция интенсивности на [c.190]

Рассмотрим условия формирования изображения протяженного предмета. В каждый момент времени освещение будет когерентным, поэтому систему можно охарактеризовать когерентной передаточной функцией G(ax, Оу) = Н Аох — о, Аоу — %), где Я( ,Т1)—функция пропускания зрачка проекционного объектива Ох, Оу — пространственные частоты go, tjo — координаты точки в плоскости апертурной диафрагмы, в которой фокусируется освещающий пучок [c.191]

Угловые размеры почти всех звезд много меньше углового разрешения даже самых больших телескопов. Поэтому, как уже отмечалось выше, изображение звезды в фокальной плоскости объектива неотличимо от изображения точечного источника и представляет собой дифракционный кружок. Диаметр этого кружка настолько мал, что при использовании нормального увеличения он, как и сама звезда, для глаза неотличим от точечного источника. Это значит, что размер дифракционного пятна на сетчатке глаза не зависит от того, наблюдается ли звезда в телескоп или непосредственно. Но световой поток, приходящийся на это дифракционное пятно, и, следовательно, освещенность изображения при наблюдении в телескоп во столько раз больше, чем при наблюдении невооруженным глазом, во сколько раз площадь отверстия объектива больше площади зрачка глаза. В то же время освещенность изображения протяженных предметов (фона), как было показано в 7.5, не изменяется. Этим объясняется, почему в телескоп звезды на фоне неба видны и днем. [c.370]

ИЗОБРАЖЕНИЕ ПРОТЯЖЕННЫХ ПРЕДМЕТОВ [c.441]

Изображение протяженных предметов [c.441]

ИЗОБРАЖЕНИЕ ПРОТЯЖЕННЫХ ПРЕДМЕТОВ 443 [c.443]

Если при регистрации или восстановлении используются протяженные источники, то разрешение по изображению уменьшается, в результате чего изображение точечного предмета размывается подобно тому, как это описано в гл. 3. Согласно выражению (17) гл. 3, потери разрешения вызываются тем, что при получении голограммы осуществляется интегральная операция свертки предмета с источником. Изображение точечного предмета размывается до размеров источника этот процесс более подробно будет рассмотрен ниже. До недавнего времени считалось, что использование протяженных источников вместо точечных приводит к безвозвратной потери разрешения. В рентгеновской голографии такие потери были бы особенно велики, так как источники размером менее 00 А отсутствуют, а предельное разрешение определяется длиной волны, равной 1 А. [c.152]

Один из менее благоприятных случаев, который часто встречается, это восстановление более или менее прямого и резкого края протяженного предмета. Для простоты мы обсудим лишь случай поглощающей полуплоскости, ограниченной прямым краем. Восстановление дает одно резкое изображение, но за ним на расстоянии 2zo появляется изображение- двойник в виде сопряженной плоскости с протяженной системой полос Френеля, которые могут быть настолько контрастными, что маскируют даже изображения немного отступающих от края малых предметов, которые сами по себе могли бы быть весьма подходящими предметами для дифракционной микроскопии. Покажем теперь, что в этом весьма неблагоприятном случае результат может быть значительно улучшен с помощью метода темного поля. Как уже говорилось, в этом методе прямая, или освещающая, волна устраняется после того, как она пройдет голограмму, с помощью малого, предпочтительно размытого черного пятна, наложенного на действительное изображение отверстия источника. Размытие , т. е. распределенное пропускание пятна, приводит к тому, что дифракционные полосы, которые могут возникнуть в случае резко ограниченного пятна, здесь отсутствуют. [c.298]

Знак минус указывает на то, что, когда точечный объект поднимается вверх (относительно оси), его изображение опускается вниз. Если объектом служит не отдельная точка, а протяженный предмет, например небольшая стрелка с острием и оперением, то его изображение будет перевернуто. [c.457]

Для получения резкого изображения деталей протяженной формы, имеющих контуры, лежащие в различных плоскостях предмета (плоскости наведения), можно также применять несколько спаренных объективов и метод совмещенных изображений. [c.391]

В гл. 5 мы увидим, что использование результатов дифракции рентгеновских лучей для определения расположения атомов в кристаллах оказывается, по существу, приложением теории формирования оптического изображения Аббе-Портера. Тесная аналогия между принципами построения изображения кристаллической структуры рентгеновскими лучами и формированием обычного оптического изображения было основным предметом интереса для сэра Лоуренса Брэгга на протяжении почти всей его жизни, предметом, в который он внес значительный вклад. [c.46]

Таким же образом для сопряженной волны можно получить выражение, аналогичное уравнению (2.88), но угловой спектр плоских волн в этом случае будет иметь центр в точке с + Л-Для упрощенного графического изображения предположим, что от предмета на голограмму падает световой пучок, протяженность углового спектра которого равна шах- Поскольку как референтная, так и восстанавливающая волны являются пло- [c.48]

Согласно формулам (5.52), сагиттальное протяжение элемента искаженного изображения может быть выражено через сагиттальное увеличение и размер элемента предмета [c.82]

Это уравнение гласит, что верхнее восстановленное изображение идентично самому предмету в том случае, если операция корреляции между амплитудой восстанавливающего источника и комплексно-сопряженной амплитудой Ts имеет вид б-функ-ции. Иными словами, при соблюдении такого условия применение протяженных источников в голографии не приводит к потере разрешения. [c.154]

Первый член этого выражения описывает фон. За исключением очень малых дифракционных эффектов (порядка а ), он представляет собой геометрическую тень маски, спроектированную на плоскость предмета. Второй член описывает правильно восстановленный предмет. Основное различие заключается в том, что протяженность восстановленного пятна равна + вместо а. Следовательно, Ь имеет смысл предела разрешения (с точностью до некоторого численного множителя, который будет определен позже). Множитель [1 + (6/а)2] перед амплитудой отражает то обстоятельство, что амплитуда уменьшается в том же самом отношении, в каком увеличивается площадь пятна. Уменьшение контраста в изображении очень малых предметов кажется более сильным, чем в случае обычной микроскопии, где амплитуда убывает как корень квадратный из площади, однако результат получается тот же самый, поскольку контраст в передаче интенсивности при наличии сильного когерентного фона является линейной функцией амплитуды. [c.238]

Механизм такого поиска был описан в разд. 1. В данном случае нужно только считать, что предмет В является фрагментом предмета А ). Практически изображение, восстановленное путем компенсации протяженности источника, является не чем иным, как фантомным изображением. [c.315]

Габор обратил внимание на парадокс, связанный с образованием изображения в фотографии. Изображение предмета на фотопластинке получается четким только при определенном расположении предмета, объектива и фотопластинки. Хотя очевидно, что лучи света, образующие изображение в плоскости фотопластинки, не исчезают и к ним не добавляются другие лучи на всем протяжении от предмета до фотоаппарата. Поэтому нет оснований сомневаться в том, что изображение присутствует в скрытом виде в любой плоскости между предметом и объективом, в частности в плоскости, которая расположена непо-42 [c.42]

Дисторсия. В отличие от рассмотренных выше аберраций, ухудшающих резкость изображения, в оптических системах возможно искажение (дисторсия) геометрической формы изображения протяженного предмета. Если линейное увеличение растет по мере удаления от оптической оси к краям поля зрения, изображение квадрата приобретает вид подушки (рис. 7.26, а). Так бывает при расположении ограничивающей пучки диафрагмы позади линзы. Если диафрагма находится перед линзой, увеличение по краям поля зрения меньше, чем в центре, и изображение квадрата приобретает вид бочки (рис. 7.26,6). В системе двух линз при расположении диафрагмы между линзами можно добиться почти полного уничтожения дис-торсии, так как подушкообразная дисторсия, создаваемая первой линзой, компенсируется бочкообразной дисторсией второй линзы. [c.357]

Начиная с первого успеха формулы Эйри, теория дифракщ1и приобретала все большую популярность, обеспечивая исследователей фундаментальными методами количественной оценки качества изображений и возможностей оптических систем формировать хорошо разрешенные изображения. Этот успех можно объяснить на известном примере. Размер центрального дифракционного диска в изображении точечного предмета не сильно зависит от точности установки плоскости наблюдения или от существования сферической аберрации. Например, вычисления показывают, что при дефокусировке на четверть длины волны размер диска охраняется практически неизменным. Это означает, что в данном случае прибор может разрешить две соседние точки так же, как и в идеальной оптической системе без аберраций. Интересно, что ситуация изменяется при наблюдении протяженных предметов. В частности, для тех же отклонений системы от идеальной наблюдается уже заметная потеря контраста в тонких деталях изображения протяженного предмета. Объяснение этому следует искать в изменении всей дифракционной картины изображения. Действительно, хотя размер центрального диска остается прежним, аберрации изменяют распределение интенсивности между центральным диском и концентрическими кольцами. Вычисления показывают, что при тех же аберрациях интенсивность колец увеличивается на 17% и соответственно уменьшается яркость центрального диска. [c.248]

До сих пор мы изучали только изображения точечных источников. Опишем теперь некоторые общие методы, основанные на фурье-нрсобразованиях, применяемых при исследовании изображений протяженных предметов. Эти методы были развиты, главным образом в работах Дюффье ]31], частично в сотрудничестве с Лансро [32] в дальнейшем они были развиты и примениш к решению частных задач многими исследователями (см., например, 133—371). [c.441]

Несмотря на то что все признавали необходимость разработки голографии при некогерентном освещении, никому не удавалось реализовать ее на опыте. Только в 1965 г. Строук и Ре-стрик [68] сначала доказали теоретически, а затем подтвердили экспериментально, что с помощью монохроматического, но пространственно-некогерентного излучения можно получить голограмму Фурье для случая протяженных предметов. При восстановлении путем преобразования Фурье в фокальной плоскости линзы получались высококачественные изображения предметов. [c.176]

Строук и Рестрик [68], используя аналогию с голографической спектроскопией Фурье, обратили внимание на то, что голограмму Фурье можно получить также и от протяженных предметов при монохроматическом пространственно-некогерентном освещении. Восстановленное изображение образуется при повторном преобразовании Фурье, например, путем освещения голограммы плоской монохроматической волной (рис. 24). В фокальной плоскости линзы возникнет восстановленное изображение. [c.183]

Работы Строука ([116] и стр. 213 настоящей книги) отличались тем, что благодаря лазеру удалось разделить опорный и предметный пучки и получить качественные изображения сложных протяженных предметов. Кроме систем памяти, волновые фотографии Денисюка и особенно их позднейщие варианты, разработанные Строуком и его сотрудниками [91, 116], а также другими авторами [122], могут найти применение в следующих областях [c.319]

Хотя аксонометрические проекции и дают наглйдные представления о предмете, им присущи определенные недостатки. Особенно резко эти недостатки проявляются при изображении предметов, имеющих большую протяженность. Аксонометрические проекции, получаемые параллельным проектированием, не учитывают свойство нашего зрения воспринимать протяженные предметы в перспективе. Из-за этого применять аксонометрические проекции для изображения зданий, улиц города и других крупных объектов не представляется возможным [c.42]

Л0СКИ6 изображения пространственно протяженных предметов всегда передают геометрическую перспективу (определенное соотношение между размерами изображений предметов, лежащих на различном удалении). Например, на фотоснимке получается центральная проекция фотографируемых предметов с центром проекции в середине объектива, так как идущие через центр линзы лучи не отклоняются. Для получения правильного пространственного впечатления при рассматривании фотоснимка нужно, чтобы видимые глазом угловые размеры изображений предметов были такими же, как и при непосредственном наблюдении. Это условие выполняется, если рассматривать снимок одним глазом с такого расстояния, на каком (от пластинки) находился объектив при фотографировании. Для п-кратно увеличенных по сравнению с негативом фотоснимков это расстояние также следует увеличить в п раз. В большой аудитории (кинозал) такое условие выполняется для немногих мест. При рассматривании с неправильного расстояния фотография создает пространственное впечатление с искаженной перспективой при слишком большом расстоянии глубина снимка кажется увеличенной, а при слишком малом — уменьшенной. Искажение перспективы заметно и при непосредственном наблюдении в зри- тeльнyю трубу или бинокль при сильном увеличении все предметы и расстояния [c.349]

Из-за частичного срезания диафрагмой поля зрения (краями окуляра) наклонных пучков лучей от внеосевых точек предмета освещенность видимого глазом изображения удаленного протяженного предмета постепенно уменьщается к краям поля зрения. Такой эффект называется затенением или виньетированием. Виньетирования не будет, когда входной люк лежит в плоскости предмета. В рассматриваемом примере зрительной трубы устранить виньетирование и сделать границы поля зрения резкими можно, поместив диафрагму в фокальной плоскости объектива вблизи промежуточного изображения. Но лучще в этой плоскости поместить дополнительную линзу (рис. 7.19, б), называемую коллективом или полевой линзой. При правильном выборе фокусного расстояния полевой линзы ее оправа служит диафрагмой поля зрения. Этим достигается одновременно и устранение виньетирования, и увеличение поля зрения. Апертура, определяемая диаметром объектива, и угловое увеличение трубы остаются прежними, изменяется лищь положение выходного зрачка. Практически полевую линзу располагают позади плоскости первичного изображения, чтобы сделать незаметными загрязнения и дефекты ее поверхности и чтобы в плоскость изображения можно было внести измерительную щка-лу или крест нитей. [c.351]

I ри визуальных наблюдениях оптиче- ский прибор и глаз наблюдателя образуют единую систему, все элементы которой должны быть согласованы друг с другом. Это требование налагает определенные условия на выбор разумного увеличения. Напомним, что увеличением прибора называется отношение углов, под которыми протяженный предмет виден через прибор и при наблюдении невооруженным глазом. Например, для зрительной трубы (см. рис. 7.19) увеличение Т=ш /ш равно отношению фокусных расстояний объектива и окуляра Г=[ /[2. Уменьшая фокусное расстояние окуляра, можно получить с данным объективом большее увеличение. Однако не всегда следует стремиться только к получению большого увеличения. При наблюдении протяженных предметов малой яркости нужно, чтобы освещенность их изображения, получающегося на сетчатке глаза, была как можно больше. Для этого диаметр выходного зрачка трубы не должен быть меньше входного зрачка глаза, чтобы именно зрачок глаза служил апертурной диафрагмой всей системы. Тогда освещенность изображения на сетчатке будет максимальной — такой же (в пренебрежении потерями света на отражение и рассеяние), как и при наблюдении невооруженным глазом. Диаметр <1 выходного зрачка трубы с данным объективом диаметра О зависит от увеличения как видно из рис. 7.19, а 0/(1= = 1/ 2 = Г. Увеличение называется нормальным или равнозрачковым, когда диаметр (1 выходного зрачка прибора равен диаметру о зрачка глаза. При больших увеличениях и освещенность [c.363]

Используя свойства параксиальных гомоцентрических пучкор, можно построить изображение небольших протяженных предметов при преломлении на сферической поверхности. Плоскость предмета и плоскость его изображения называются плоскостями, сопряженными в данной оптической системе. [c.58]

Длительное наблюдение в зрительную трубу утомляет наблюдателя, поэтому в некоторых случаях в ход лучей объектива вводят призменные системы, разделяюш,ие потоки лучей на два русла (рис.232) и позволяющие изменять глазной базис путем вращения призм относительно оптической оси объектива. В этом случае создается не стереоскопическое изображение, а двухмерное, как и в обычной зрительной трубе, изображения в которой позволяют судить о дальности расположения тех или иных объектов по дополнительным факторам пространственного восприятия. К таким факторам относятся 1) протяженность предметов в пространстве 2) загораживание предметов близлежащими 3) угол, образуемый предметом с горизонтом 4) перспектива 5) ясность видения объекта, его яркость и цвет 6) распределение света и тени на объектах и [c.389]

Улучшение качества изображений в центре н на краю поля. При больших увеличениях в биноклях довольно сильно сказывается влияние вторичного спектра, поэтому его исправление желательно. Б. Л. Нефедовым [2) предложена конструкция бинокля 15 X с апохроматическим объективом из флюорита и крона К14 с углом поля зрения 5°. С другой стороны, как правило, качество изображений, даваемых биноклями, хорошо только в центре поля зрения иа краю вследствие астигматизма и других аберраций оно становится настолько низким, что наименьший разрешаемый угол в пространстве предметов больше, чем у невооруженного улаза. С этим наблюдатель мирится лишь потому, что изображение интересующего его объекта он движением рук приводит к центру поля. Однако, если бинокль обладает большим увеличением н прикреплен к штативу, что необходимо для достижения максимальной резкости, то подвижность его ограничена и наблюдатель должен иметь возможность сразу обозревать большое резкое поле. Описанные в этой главе широкоугольные окуляры обладают хорошим качеством изображения на большом протяжении поля и вполне пригодны для этой цели. Однако они сложны и в настоящее время не могут быть запущены в серийное производство. Следует про-, должать работы по упроп енню этого типа окуляра. [c.202]

Линия, ограничивающая часть изображения предмета на чертеже, применяемая преимущественно для упрощения изображения предметов постоянной формы сечения и больщой протяженности [c.35]

Мы уже отмечали, что возможности восстановления голограммой сфокусированного изображения в белом свете, а также излучением от протяженного источника обусловлены локализацией изображения в плоскости голограммы. Ясно, что это может иметь место лишь для плоского объекта, поскольку сечение восстанавливаемой волны, не совпадающее с плоскостью голограммы, содержит изображение, размытое вследствие дисперсии и протяженности источника. Следовательно, строго говоря, неразмытое изображение предмета, обладающего сколько-нибудь заметным рельефом (глубиной), восстановить в белом свете протяженного источника нельзя элементы изображения объекта, находящегося вне плоскости голограммы, неизбежно оказываются размытыми. Это размытие, естественно, тем значительнее, чем больше удаление от голограммы. [c.20]

Принцип голографии, сформулированный в наиболее общем виде, предполагает, что источником опорной волны может быть предмет совершенно произвольной формы. Использование протяженной опорной волны, приводя к образованию сложной интерференционной картины, требует точного воспроизведения исходной конфигурации и на зтапе восстановления. Иными словами, в этом случае реконструкция возможна только при использовании волны, являющейся точной копией опорной [37, 102]. Даже незначительный сдвиг (порядка периода интерференционной картины) протяженного источника (см., например, [73 - 74]) приводит практически к полной потере изображения. В фурье4Х)лографии компенсация протяженности опорного источника [36] также осуществляется путем использования при восстановлении либо самого источника, либо его части. При этом допустимы только параллельные сдвиги восстанавливающего источника в пределах входной апертуры. Поэтому в практике голографического зксперимента используют опорные волны простой формы - плоские или - сферические, за исключением специальных случаев, когда стоит задача предельно затруднить процесс восстановления. [c.31]

Схема для наблюдения полос равного наклона показана на рис. 6. Протяженный источник монохроматического света I при помощи линзы 2 освещает зеркала интерферометра S. Полосы равного наклона наблюдаются в фокальной плоскости линзы 4, где помещается экран 5. При этом форма, ширина и направление полос равного наклона не зависят от положения источника в пространстве Предметов, в то время как положение наблюдательного прибора играет существенную роль. Следует также отметить высокую степень параллельности зеркал интерферометра, необходимую для наблюдения интерферепционной картины полос равного наклона, так как в Противном случае будет наблюдаться взаимное смещение интерферирующих полос из-,эа некогерент-ности различных участков изображения. Величина такого смещения не должна превышать размеров дифракционного кружка, соответствующего апертуре светового пучка. [c.19]

Гл. 6 содержит теоретические и экспериментальные основы оптической голографии, которую Габор назвал методом образования изображения путем восстановления волнового фронта. Здесь рассматриваются проективная голография Френеля, без-линзовая голография Фурье с высоким пространственным разрешением и метод устранения эффекта протяженности источника с целью сохранения высокого пространственного разрешения по предмету. Затем излагается требование к когерентности света в голографии. В конце главы описан классический эксперимент Строука с голограммой, полученной при некогерентном освещении, и даны экспериментальные обоснования возможности применения голографических принципов для рентгеновских лучей. [c.9]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...