Оптический синтез голограммы

Оптический синтез голограммы [c.160]

Еще одно применение синтезированного оптического элемента описано в [209]. Синтезированная голограмма устанавливается на выходном зеркале резонатора лазера и управляет распределением мощности излучения в сечении лазерного пучка. Изменение параметров синтеза голограммы позволяет создавать лазеры с различной пространственной структурой луча, корректировать дефекты, имеющиеся в оптических элементах резонатора и трубки лазера, и т. п. [c.161]

Интерферометрия и оптический синтез изображения (сложение комплексных амплитуд) методом последовательного наложения голографических картин на одну голограмму [5] [c.111]

Рассмотрим основные принципы построения оптического процессора, который позволяет вычислить и построить голограмму, способную сформировать неискаженное трехмерное изображение математически заданного объекта [126]. Процессор работает по алгоритму синтеза голограмм, подробно описанному в 5.3.1. [c.160]

Рис. 5,3. Принципиальная схема оптической системы синтеза голограмм И1—1157 161

Рис. 5.4. Оптическая схема для синтеза голограмм по набору транспарантов

Мы не будем обсуждать достоинства и недостатки различных методов решения этой задачи, рассмотрим только возможность синтеза трехмерного изображения из набора томограмм в голографическом дисплее, описанном выше. В качестве исходных данных были выбраны реальные томограммы головы, полученные на рентгеновском вычислительном томографе. Голограмма формировалась методом оптического синтеза, который основан на голографической последовательной записи диффузного фурье-спектра каждой томограммы с опорным волновым фронтом, распределение которого в плоскости регистрации является фурье-образом сферической волны с переменным радиусом кривизны. Восстановление осуществлялось путем обратного преобразования Фурье волны, полученной при освещении голограммы плоской волной. Оптическая схема дисплея и ее подробное описание приведены в 5.3.2. [c.165]

Книга посвящена основам теории цифрового представления волновых полей, их преобразованиям, алгоритмам вычисления этих преобра,зований, синтезу и записи голограмм, пространственным фильтрам для оптических систем обработки данных, визуализации информации, методам цифрового восстановления голограмм и интерферограмм, цифровому моделированию голографических процессов. Показано применение методов в оптике, акустике, измерительной технике, при неразрушающем контроле. [c.2]

Формула (4.33) показывает, что при синтезе и записи голограмм Фурье следует выбирать = Vy = 0 Vox = Voy = 0. Из нее также вытекает, что голограмма, помещенная в оптическую схему Фурье, будет восстанавливать отсчеты исходного распределения поля на объекте в нескольких порядках дифракции (их номер определяется числами тип), маскированные функцией, являющейся Фурье-преобразованием апертуры записывающего элемента устройства записи голограмм, и интерполированные по функции, являющейся Фурье-преобразованием функции окна голограммы. Второе слагаемое в фигурных скобках (4.33) описывает так называемое центральное пятно, соответствующее нулевому порядку дифракции и возникающее за счет наличия в записанной голограмме постоянной составляющей. [c.97]

Методы синтеза цифровых голограмм с успехом можно использовать для создания как простейших оптических элементов, так и элементов с новыми функциональными свойствами. К числу простейших оптических элементов можно отнести синтезированные линзы, дифракционные решетки [48, 10, 215], диффузоры с [c.157]

Кроме того, синтезированные голограммы используются в задачах пространственной фильтрации, когда изготовление фильтров оптическими методами вызывает затруднения. Искусственные голограммы могут применяться для синтеза изображения сцен, глубина которых превышает длину когерентности источника. При реконструкции к источнику света предъявляются гораздо меньшие требования. [c.193]

В ультразвуковой голографии оптическая система как вычислительное устройство может быть заменена цифровой вычислительной машиной, а процесс формирования голограммы — ее цифровым синтезом. Ниже кратко рассматривается этот вопрос. [c.155]

В настоящей главе мы, конечно, не будем сопоставлять томографию со всеми способами отображения информации, а попытаемся выделить некоторые общие черты в голографическом и томографическом методах получения изображения и укажем на их принципиальные отличия [121, 122] Такой анализ нам кажется полезным и интересным не только с методической точки зрения Совмещение этих двух методов в конкретной информационно-измерительной системе позволяет решать гакие важные для практического применения задачи, как трехмерное отображение внутренней структуры и синтез объемных изображений по набору томограмм Возможные методы решения указанных задач будут рас- смотрены в данной главе При этом будут ана чизироваться не только алгоритмы синтеза голограмм математически заданных трехмерных объектов, но и реализация их в оптических системах с преобразованием волнового фронта, т е оптический синтез голограмм Мы покажем также, как взаимное проникновение идей I томографии и голографии позволяет решать проблему скрытых [c.147]

Синтез голограммы включает обычно четыре зтапа. На первом. этапе рассчитывают параметры световой волны амплитуда и фаза) при распространении ее от объекта к голограмме. При. этом исходят из того, что объект, освещенный когерентным светом, может быть адекватно описан ограниченной совокупностью точек, рассеивающих свет. Второй. этап состоит в том, что амплитуду и фазу кодируют с 1К)мощью действительной неотрицательной функции, 1 рафическое отображение которой и представляет собой синтезированную голограмму. Результирующая информация записывается в памяти вычислительной машины и на третьем. этапе отображается на выходном устройстве ЭВМ—графопостроителе или электронно-лучевой трубке, что. дает увеличенное изображение голограммы. Увеличение необходимо вследствие недостаточного разрешения печатных и отображаЮ1Цих устройств. На последнем — четвертом. этапе полученный на ЭВМ рисунок 10Л01 раммы уменьшается оптическим методом до размеров, соответствующих длине волны, использованной при расчете, и регистрируется фотографически в виде транспаранта (который представляет собой синтезированную голограмму). Если полученную таким образом голограмму осветить когерентным светом (от лазера), то восстановится изображение объекта. [c.69]

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]

Основным элементом голографического дисплея, предназначенного для визуализации трехмерных образов, сведения о конфигурации коюрых хранятся в памяти ЭВМ, описанного выше, является синтезированная голограмма. Применение синтезировапных голограмм в системах отображения сдерживается следующими основными причинами во-первых, устройства вывода изображений ие позволяют строить голограммы с высокими пространственными частотами во-вторых, необходимы затраты большого количества времени ЭВМ для вычисления голограмм с высокой информационной емкостью. В связи с этим представляется более рациональным сочетание приемов цифрового и оптического синтеза голр-грамм. [c.160]

Сигнал с ультразвукового генератора поступает на модулятор, создающий, как и в предыдущем случае, электрический опорный сигнал, и на стробирующую схему, роль которой сводится к формированию из непрерывного сигнала импульсов длительностью от 10 до 100 периодов несущей. Импульсный сигнал возбуждает излучатель, перемещение которого управляется генератором низкой частоты. Отраженные импульсы поступаюд на детектор, где они перемножаются с частью опорного сигнала, прошедшей через схему задержки. Процесс синхронизируется таким образом, что схема перемножения отпирается только на время, равное длительности отраженных импульсов. Время между моментом отпирания схемы задержки и началом излучающего импульса определяет глубину залегания слоя, отражение от которого поступает на перемножение при этом толщина самого контролируемого слоя зависит от длительности импульса. Продетектированный сигнал, как и в предыдущих случаях, оптически записывается, и таким образом синтезируется голограмма слоя. Синтез голограммы посредством апертурного сканиро- [c.165]

Важнейший прогресс в методах оптической фильтрации, а также в интерферометрии был достигнут в 1965 г. Габором, Строуком и др. [5] (разд. 9 настоящей главы), которые доказали, что сложение комплексных амплитуд можно осуществить в самом изображении. Изображение в этом случае формируется путем последовательного наложения на одну и ту же голограмму интенсивностей нескольких голограмм. Каждая из этих голограмм содержит дифракционную картину изображения, комплексная амплитуда которого участвует в операции амплитудного сложения. В противоположность корреляционной фильтрации схему Габора — Строука можно назвать методом синтеза оптических изображений (разд. 9). [c.94]

Рассмотренный нами голографический эксперимент и по настоящее время остается тонким физическим опытом, требующим уникального оборудования и большого мастерства экспериментаторов, - слишком много факторов влияют на ход процесса получения голограммы и в конечном счете на ее качество. Поэтому почти сразу же эа первыми работами по оптической голографии появились работы, в которых были сделаны попытки применить вычислительную технику для моделирования этого явления. Вначале это были попыгки повторения на цифровых моделях оптических установок, а затем поставлены задачи визуализации информации с помощью синте зированных на ЭВМ голограмм. В настоящее время цифровая гологра фия - это сложившееся научное направление исследований, оно зани мается вопросами анализа и синтеза волновых полей, а также модели рованием их взаимодействия средствами вычислительной техники, Первые работы по цифровой голографии появились в середине 60-х годов, к ним можно отнести работы А. Ломана и Т. Ли в США, а также [c.69]

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]

На рис. 8.16 показана оптическая схема, соответствующая предложенной выше системе и состоящая нз системы синтеза голографического фильтра и системы фильтрации. С помощью матрицы оптических затворов со сложной амплитудной модуляцией генерируется импульсный отклик в виде матрицы размером 3x3 элемента. ПМС) записывает в виде голограммы сложный фильтр для осуществления корреляции с входным изображением. Поскольку сложный фильтр может изменяться в реальном времени, то эта голографически реализуемая клеточная логика является программируемой. В системе фильтрации (вдоль горизонтальной оптической оси) входное изображение записывается в ПМСг. В представленной системе одновременно используются два лазера с различными длинами волн, применяемые для синтеза фильтров и фильтрации. Таким образом размер ячейки матрицы операций должен быть подобран, чтобы компенсировать увеличение ошибки вследствие наличия двух различных длин волн. [c.232]

Наиболее распространенными устройствами обработки проекций являются цифровые спецпроцессоры, ЭВМ, реализующие те или иные алгоритмы вычислительной томографии. Для медицинской диагностики и дефектоскопии созданы специальные информационно-измерительные системы — компьютерные томографы. Основными сдерживающими факторами широкого распространения таких томографов являются их сложность и высокая стоимость. Поэтому стали разрабатываться томографические системы, в которых обработка проекций с целью синтеза томограмм осуществляется в более дешевых и доступных оптических и оптико-электронных процессорах [33]. Применение современной элементной базы оптической обработки информации (пространственных модуляторов света типа Титус , Фототитус , высокоскоростных регистраторов голограмм) позволит оперативно вводить данные о проекциях в процессоры и получать изображения внутренней структуры объектов в реальном времени. [c.170]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...