Томография в оптических исследованиях

Глава 3. ТОМОГРАФИЯ В ОПТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ [c.72]

Целесообразность визуализации указанных сечений в оптических исследованиях объясняется тем, что во многих задачах распределение искомой величины в продольном срезе оказывается олее информативным. К таким объектам можно отнести процессы горения, взрыва, тепло- и массообмена и т. д. Получение информации о нужном сечении по схеме поперечной томографии часто не представляется возможным из-за наличия в той же плоскости устройств, инициирующих процесс (форсунки, горелки, электроды и т. д.). [c.128]

Преодоление указанных трудностей оказалось возможным в рамках такого подхода к решению задачи получения количественных данных в оптико-физических измерениях, при котором ряд необходимых математических операций осуществлялся над волновым фронтом непосредственно в процессе исследования. Ряд разделов книги посвящен анализу томографических систем с преобразованием волнового фронта, позволяющих производить прямые измерения распределений показателей преломления либо ослабления в сечении объекта, что представляется нам важным и актуальным, так как позволит сократить время обработки и расширить область применения томографических методов. Но этим не ограничивается круг задач, связанных с оптической томографией. [c.4]

Третьим важным направлением оптической томографии, которое также рассмотрено в книге, является применение томографических принципов для получения и обработки изображений. Основное внимание при этом мы будем уделять связи голографического и томографического отображений информации. Привлечение голографических принципов в томографические исследования позволяет анализировать задачу получения трехмерного изображения внутренней структуры объекта, т. е. строить так называемый голографический томограф. [c.4]

Обзор алгоритмов решения уравнения (1.6), которые широко используются в медицинской компьютерной томографии, приведен в [11, 23, 39]. Специфика применения этих алгоритмов в физических исследованиях, в том числе в оптических и голографических, отражена в [22, 37]. [c.29]

Таким образом, в оптическом продольном томографе при исследовании фазовых объектов формируется волновой фронт, несущий информацию о пространственном распределении показателя преломления в том сечении объекта, которое проходит через его центр и перпендикулярно направлению последнего УУ-го ракурса зондирования. [c.130]

При исследовании распределения физических величин в продольном сечении произвольного трехмерного объекта в оптической схеме томографа после необходимых преобразований волнового фронта формируется поле, описываемое следующим выражением для сечения объекта г/=0 [c.143]

Мы сделали попытку сопоставить и сблизить различные способы реализации алгоритма восстановления в томографии и голо графин и показать, что выбор наиболее оптимальной схемы определяется конкретной задачей. В частности, для оптических исследований оптическое восстановление в томографии, как указывалось ранее, представляет большой интерес, что не исключает использование ЭВМ на стадии обработки восстановленного изображения. [c.151]

Решению очерченного круга задач оптической томографии посвящена наша книга. В основном мы будем опираться на результаты собственных исследований, полученные за последние десять лет в области томографии оптического диапазона. [c.5]

Успешное применение указанных методов для измерения распределения показателя преломления стимулировало использование томографии для исследования других оптико-физических характеристик объектов. К таким характеристикам можно отнести пространственное распределение показателя поглощения внутри объекта и коэффициент экстинкции, особенно важные для исследования рассеивающих сред. Представляет интерес также распространение принципов томографии на исследование самосветящихся объектов. Эмиссионная оптическая томография наиболее глубоко рассмотрена в [38]. [c.19]

Любая томографическая система, как предназначенная для исследования внутренней структуры объектов, так и применяющаяся для обработки многомерных сигналов характеризуется тем, что на ее выходе формируется изображение. Фактически в процессе томографической обработки происходит преобразование некоторого входного сигнала. Особенностью томографа является то, что в нем трансформация исследуемой функции происходит в два этапа Естественно, это усложняет анализ процесса формирования изображения. Однако, как указывалось выше, возможен такой подход к построению конкретно оптических томографов, при котором оба этапа томографического процесса выполняются в единой оптической схеме [c.59]

Проведенные в [85] экспериментальные исследования показали перспективность применения такого рода камеры для абсорбционной оптической томографии. [c.91]

В настоящем параграфе рассмотрены применения оптической томографии для исследования других физических величин объектов, приводящих к оптическим неоднородностям, в частности электрического и акустического полей, упругого остаточного напряжения. [c.100]

Эксперименты по инверсной томографии показывают, что использование голографических методов в томографии не приносит существенных результатов, если при построении конкретных приборов не учитывать общих черт обоих методов исследования объекта, основанных на решении обратной задачи рассеяния. Рассмотрим принципиальную возможность построения оптической системы, совмещающей оба метода для решения задачи получения световых копий внутренней структуры объектов или голографической томографии. Анализ будем проводить на примере зада.чи инверсной томографии, при этом покажем возможность устранения эффекта затенения. [c.166]

В заключение отметим, что многие предложенные оптические процессоры для томографии находятся еще в стадии развития и исследования. [c.182]

Другой важной задачей оптической томографии, рассмотренной в книге, является построение оптических вычислительных машин, позволяющих восстанавливать томограммы по результатам зондирования оптическим или неопгическим излучением. Такие оптические процессоры, более быстродействующие и экономичные, позволяют решить задачу автоматизации томографических исследований для различных видов проникающего излучения (рентгеновского, звукового (УЗВ), СВЧ и т. д ) Это дает возможность широко внедрить методы томографии в народное хозяйство, что существенно повысит возможности контроля качества самой различной продукции. Так, применение рентгеновских и УЗВ-томо-графов в сочетании с оптическим процессором позволит автоматизировать процесс поиска скрытых дефектов в крупных отливках (корпуса котлов, трубы большого диаметра и т. д.). Трудно даже перечислить все многообразие объектов исследования (от тысячетонных стальных конструкций до сыра), оперативный контроль которых томографическими методами позволит повысить их качество. [c.4]

Здесь р, (р + л/2) — параметры нормального уравнения прямоли- нейного луча (11 — элемент длины вдоль луча 1, 1 — значения переменной I при входе и выходе из исследуемого объекта /о — интенсивность зондирующего излучения. Для оптической прозрачной плазмы коэффициент поглощения а можно считать малой величиной. Полагая, что внешнего освещения объекта нет, т. е /о=0, из (3.35) получаем, что интенсивность излучения тонкого слоя ху плазмы в направлении р складывается из суммы интенсивностей элементарных излучателей, расположенных на прямой с параметрами р, р. В эмиссионной томографии функцию 1 р, р) считают проекцией объекта. Для оптически плотной плазмы необходимо учитывать поглощение как собственного, так и зондирующего излучения. В этом случае задача восстановления пространственного распределения а х,у) и г х,у) из уравнения (3.35) существенно усложняется. В экспериментальных исследованиях, описанных в [38, 48], предполагалось, что плазма оптически прозрачна. [c.104]

Результаты теоретических исследований в 1.4 были использованы для разработки принципиальных схем оптических продольных томографов с преобразованием волнового фронта. В 4.3 мы рассмотрим возможность восстановления распределения показателя преломления в продольном сечении трехмерного фазового объекта в оптической системе, преобразующей фазовую составляющую волнового фронта. При этом мы будем использовать не только методы получения продольных томограмм, но и принципы томографической интерферометрии. [c.128]

Для воздействия на объекты с целью последующего восстановления исследуемых характеристик используют физические про-цессы произвольной природы. Наибольшее применение в настоящее время нашли рентгеновские и гамма-лучи, тяжелые частицы (альфа-частицы, протоны), электронные пучки, магнитные поля (ядерная магниторезонансная (ЯМР) томография), ультразвук, сейсмические и акустические волны и т. д. Широкий класс объек- тов и процессов может быть исследован воздействием на них оптического излучения. Наличие большого числа систем, с одной стороны, отличающихся друг от друга, а с другой — использующих одни и те же принципы, привело к необходимости некоторой их дифференциации. В литературе рассматривались различные принципы классификации методов данного направления, которые, как правило, сводились к разделению их по виду воздействия на исследуемый объект. По аналогичному принципу построены различные обзоры, посвященные применению томографических методов. Согласно этому признаку различают регтгеновскую, акустическую, оптическую и прочую томографию. [c.15]

При исследовании стационарных объектов, когда можно обес-I печить последовательное сканирование, оптическая схема томографа и методы обработки существенно упрощаются. Возможны самые различные методы последовательного зондирования объекта. Среди них можно выделить следующие вращение объекта в поле зондирующего пучка, последовательный объезд системы сканирования вокруг объекта, а также различные комбинации взаимного движения. В указанных случаях предполагается зондирование объекта плоским световым потоком. Схемы эти достаточно очевидны и в настоящее время применяются в различных лабораторных установках. [c.89]

Необходимо отметить, что томография выдвигает очень жесткие условия на точность измерений координат проекций и их значений в различных точках. Так, в нашем случае ошибка измерения угла зондирования на 2° приводила к появлению дополнительных артефактов, амплитуда которых составляла 0,7/отах. Проведенный эксперимент подтвердил принципиальную возможность исследования оптического ьзлу тения томографическими методами с помощью рассеивающих сред [93]. [c.99]

Оптический тракт томографа, предназначенного для измерения показателей поглощения и преломления в сечении динамического объекта, построен на принципах оптической аналоговой томогра-)ии, причем в нем реализуется алгоритм формирования суммарного изображения. Зондирование объекта осуществляется с трех или пяти направлений Оптическая схема позволяет осуществлять Исследования в произвольном (продольном или поперечном) сечении объекта. Голографическая регистрация поля, прошедшего через объект, дает возможность отдельно визуализировать изображение распределения показателя поглощения в сечении, а также томографические интерферограммы, полосы на которых являются линиями равного уровня показателя преломления в том же сечении. [c.143]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...