ПРИКЛАДНАЯ ГОЛОГРАФИЯ Лекция 12 лектор: О.В. Андреева

Основные этапы голографического процесса Формирование интерференционной картины с заданной объектной волной Регистрация ИК на материальном носителе Формирование опорной волны и условий считывания голограммы Детектирование объектной волны - формирование изображения объекта

Осуществление голографического процесса записи и считывания информации Полностью физический эксперимент Расчет всех этапов с использованием массива чисел и методов математической обработки Получение голограмм в физическом эксперименте – считывание и обработка методами цифровой голографии Получение голограмм методами цифровой голографии (синтез голограмм) – считывание и обработка в физическом эксперименте

Цифровая голограмма Голограмма, структура которой рассчитана с использованием численных методов. Синонимы: синтезированная голограмма, компьютерная голограмма, искусственная голограмма. Каждый из синонимов имеет некоторые специфические особенности и области применения, так что в настоящее время нельзя полноценно заменить один термин другим без ущерба для понимания конкретного научного контекста.

Получение синтезированных голограмм Схема записи голограмм Фурье объектов-транспарантов

Синтезированные голограммы Фурье Связь координат опорного источника, плоскости объекта (П -предмета) и плоскости голограммы (Г)

Синтезированные голограммы Фурье Связь параметров положения точки (П) и ее голограммы (Г)

Синтезированные голограммы Фурье Положение точки и двоичная голограмма точки

Получение синтезированных голограмм Схема записи голограмм Фурье объектов-транспарантов

Синтезированные голограммы Фурье Положение точки и ее двоичная голограмма

Синтезированные голограммы Фурье Изображение треугольника и его двоичная голограмма

Синтезированные голограммы Фурье Изображение буквы «С» и ее двоичная голограмма

Восстановление изображения объекта с помощью синтезированной голограммы Схема для использования синтезированной голограммы в качестве фильтра

Преимущества синтезированных голограмм Изучать структуру голограммы и влияние на ее характер различных факторов удобнее по цифровым (синтезированным) голограммам: они свободны от неконтролируемых параметров позволяют исследовать влияние каждого фактора в изолированном виде при прочих неизменных (зафиксированных) факторах

Перспективы использования синтезированных голограмм Математическое моделирование характера процессов записи голограмм и связи параметров регистрирующей среды с условиями записи голограмм Получение голограмм-транспарантов с заданными параметрами и дифракционными свойствами Численные эксперименты по формированию голограмм и физические эксперименты по их считыванию

Цифровые голограммы Формирование интерференционной структуры физическим способом Ввод данных (распределение интенсивности в полученной интерференционной структуре) в ЭВМ Обработка массива чисел и корректировка голограммы (интерференционной структуры) Считывание голограммы – восстановление изображения

Цифровая голография Схема экспериментальной установки для записи голограмм с заданными фазовыми сдвигами

Численное восстановление изображения объекта а – исходная голограмма, б – изображение, восстановленное по стандартной схеме; в – подавление нулевого порядка; г – изображение, восстановленное по голограмме, скорректированной методом фазового сдвига (четырехшаговый квадратурный алгоритм)

Схема Лейта и Упатниекса Особенности схемы: возможность наблюдения только одного изображения; использование монохроматических источников излучения при считывании; более высокая пространственная частота интерференционной картины объектная волна объект РС голограмма запись голограммы считывание голограммы опорная волна действительное изображение мнимое изображение

Получение цветных изображений объектов Оптическая схема установки для записи голограмм при использовании двух длин волн

Цифровая голография Перспективные направления развития: Получение заданных (оптимальных) голографических фильтров для систем оптической пространственной фильтрации Восстановление изображений по голограммам, полученным неоптическими средствами (акустическими, радиолокационными и др.) Визуализация условных изображений несуществующих предметов(например, рассчитанных двумерных и трехмерных математических функций) Метрологический контроль и диагностика: компенсация аберраций в оптических системах и оценка характеристик волновых функций

Цифровая голография Технические средства развития цифровой голографии Вычислительные методы Средства и методы ввода и вывода оптической информации при использовании ЦВМ Методы построения трехмерных моделей объектов, заданных своим математическим описанием (например, метод послойного лазерного спекания порошкообразных материалов) Быстродействующие алгоритмы компьютерной обработки массива чисел (цифровых голограмм) в реальном времени для исследования динамических объектов

Цифровая изобразительная голорафия Холопринт – техника получения изобразительных голограмм, которая включает следующие этапы: 1.Компьютерный дизайн 3D изображения объекта (сцены, композиции и т.д.). 2.Преобразование 3D файла – миллионы видов объекта с разных точек зрения

Схемы регистрации и синтеза композиционной голограммы

Холопринт – получение изобразительных голограмм 3. Печать голограммы на светочувствительный материал и его химико-фотографическая обработка. 4. Наблюдение изображения при освещении голограммы белым светом

Схема воспроизведения композиционной голограммы

Выставка образовательного Центра Голограмма «Аквариум», изготовленная по данной технологии, демонстрируется на выставке Образовательного Центра ИТМО.

Лекция Посещение выставки голограмм Центра состоится 11 декабря с до Лекция начнется после посещения выставки.

Напоминание Тестирование 4351 – Защита рефератов 4350 – ; 9.30 – 12.20; Холл 4351 – ; – 18.20; Холл 4352 – ; – 18.20; Холл