Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
661
контурную карту которого надо получить, является диффузным, в спектре отраженной волновой картины будут преобладать высокие пространственные частоты, т. е. длина корреляции будет небольшой. Таким образом, возрастающий при повороте сдвиг приводит к быстрому падению контраста наблюдаемых полос. Относительно большой поворот необходим для получения цены одной контурной полосы порядка 10 мкм. В тех случаях, когда необходим поворот сандвич-голограммы на большой угол, чтобы получить угол є, равный я/2, контраст контурных полос может оказаться слишком малым, чтобы быть приемлемым для практического применения.
Мы здесь не проводим какого-либо сравнения этого метода с не-голографическими. Заметим лишь, что в общем случае голографические методы требуют более дорогого оборудования и более сложной обработки, чем неголографические; в этом отношении метод сандвич-голограмм оказался наиболее сложным. Однако то, что данный метод является легкоуправляемым, компенсирует его излишнюю сложность. Более четкое представление об этом методе и конкретные примеры можно найти в специальной литературе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Abramson N., Appl. Opt., 15, 200 (1976).
2. Varner J. R., Multiple-Frequency Holographic Contouring, Ph. D. Dissertation, Univ. of Michigan, Ann Arbor, 1971.
3. Vamer J. R., в кн.: «Holographic Nondestructive Testing» (ed. R. Erf.), Academic Press, New York, 1974, p. 105—107.
10.11. МУЛЬТИПЛИЦИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Г Колфилд
10.11.1. Введение
По многим причинам желательно уметь преобразовывать отдельное изображение в большое число идентичных изображений, и существует большое число методов, позволяющих это сделать. Мы перечислим четыре основных типа систем мультиплицирования изображений:
1) шаговые фотокамеры с последовательным экспонированием,
2) некогерентные оптические,
3) когерентные неголографические и
4) когерентные голографические системы.
Хотя темой настоящего параграфа является рассмотрение последней системы, мы дадим краткий обзор других, более ранних способов, поскольку они позволяют установить критерии для оценки успехов, достигнутых в мультиплицировании изображений. 662 Гл. 110. Области применения
На сегодняшний день лучшим прибором для систем мультиплицирования является шаговая фотокамера с последовательным экспонированием. Она очень проста и не формирует сразу множество изображений, а создает последовательно одно изображение за другим, причем их местоположением можно управлять. Преимущества такого прибора заключаются в доступности, легкости программирования, идентичности качества каждого изображения и разнообразии вариантов (они могут производить контактные отпечатки или
Рис. 1. Падающий на периодическую маску свет от некогерентно излучающего объекта образует в плоскости изображения множество изображений этого объекта.
проекционные снимки). Основной их недостаток — низкая скорость. Чтобы записать N изображений, необходимо в N раз больше времени, чем требуется для записи одного изображения. Отсюда очевидно стремление к мультиплицированию изображений. Основная цель ясна: нужно послать одно изображение в «черный ящик» и получить на выходе матрицу идентичных изображений.
На рис. 1 приведена схема, иллюстрирующая основную идею некогерентных методов мультиплицирования изображений. При точечном освещающем источнике в выходной плоскости формируется изображение периодической маски (ПМ). Если освещающим источником является входное изображение, то на выходе наблюдается множество копий входного изображения — по одному изображению для каждой точки периодической маски. Читатель понимает, что слово «некогерентный» в действительности вводит в заблуждение, поскольку метод требует пространственной когерентности света на периодической маске. Этот метод подробно обсуждается Томпсоном [6].
Строго когерентный вариант такой системы рассматривал Томпсон [5], а позднее (в несколько другом виде) Калестинский [3]. Периодическая структура осуществляет выборку дифракционной картины Фраунгофера входного изображения, так что выходное изображение представляет собой свертку входного изображения с периодической функцией. 10.1 1. Мультиплицирование изображений
663
Этим двум методам присущи два основных недостатка. Во-первых, в выходном изображении имеет место конкуренция между яркостью и разрешением. Чтобы получить хорошее разрешение, маска должна иметь очень маленькие отверстия, а чтобы иметь хорошее пропускание, отверстия должны быть большие. Во-вторых, очень трудно получить N изображений с одинаковой яркостью. Эти проблемы голографического мультиплицирования изображений требуют своего решения.
10.11.2. Некоторые проблемы, рассмотренные в других разделах
Метод голографического мультиплицирования изображений, предложенный независимо Лю [4] и Гро [I], предлагает создание специального голограммного оптического элемента. Оптические элементы и их аберрации обсуждаются в § 2.4 и в разд. 10.11.7, поэтому здесь мы только заостряем внимание читателя на этих вопросах. Кроме того, качество изображений в большой степени зависит от условий восстановления (разд. 10.11.6). И наконец, серьезную проблему, которая характерна для всех когерентных изображений, представляют спеклы (см. § 9.2).
