Способ восстановления объекта по дифракционной картине
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОБЪЕКТА ПО ДИФРАКЦИОННОЙ КАРТИНЕ, полученной от объекта, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества восстановленного объекта, освещают дифракционную картину 'монохроматическим светом и регистрируют дифракционную картину от структуры первоначальной дифракционной картины, по которой судят об объекте.J Фиг.14^(У>& Од -^со 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
PECnYS JlHH
4(5!) С 03 С 9/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 1930226/26-25 (22) 15.06.73 (23) 02.03.70 (46) 23.03.85. Бюл. В 11 (729 В.К. Аблеков и А.В. Фролов (53) 772.99(088.8) (54)(57) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОБЪЕКТА ПО ДИФРАКЦИОННОЙ КАРТИНЕ, полуÄÄSUÄÄ 466798 А ченной от объекта, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения качества восстановленного объекта, освещают дифракционную картину монохроматическим светом и регист рируют дифракционную картину от структуры первоначальной дифракционной картины, по которой судят об объекте.
1 4667
Изобретение относится к технической физике и может быть применено для регистрации объектов на детекторах интенсивности путем записи амплитудна-фаэовай информации, заключенной в .рассеянной объектами когерент5 ,най волне.
Известны способы регистрации амплитудно-фазовой информации,, основанные иа голографировании рассеянной волны. При этом фиксируется нитерференционная картина, образованная в. результате интерференции волны, рассеянной объектом, и опорной волны. В таком случае необходимо иметь два интерферирующих пучка, один из которых является опорным 4 (x)e ("1 а другой несет искомую информацию я j g ) e ) Ч" (х)
На голограмме фиксируется инт энсивность
Но(х) Ч(х) 2 2
Х(х) Rz(x)e + R(x) е =p (х)+д (х)+ о
<(Ж- " Й . Ф ию1 )„Ь2"(x) е A (х)А(х)е
Полученная картина содержит в себепалиую амплитудно-фазов ую инфо рмацию .
i(I,(xl- Р(к ) -ю(Ч (xl-1{xI)
Ao(õ Л(х}е Aå(х) ) (х} Е которая мажет быть воспроизведена на этапе восстановления голограммы.
Существенным недостатком способов 35 такого голографирования является трудность Разделения кагерентнаго излучения на два пучка. Кроме того, требуется обеспечить определенные фазавые отношения между ними в тече- 4О ние времени экспозиций голограммы.
Цель изобретения соетаит в восстановлении объекта, (либо его образа) с сохранением амплитудно-фазовой информации о нем по зарегистрированной 4 ат него «дифракциаимай картине. Предложенный.способ восстановления объекта отличается тем„ Чта зафиксированную дифракцианную картину освещают монохраматическим излучением и регистри- 50 руют вторичную дифрдкцианную картиB jl
Полученная картина содержит в . себе амплитудна-фазовую информацию . аб объекте и может быть представлена в удобном для наблюдения виде, па которому судят об объекте.
98 3
В отличие от голографического метода при реализации предложенного способа фиксируется распределение интенсивности вида
X(x j= R(x) e R(x) e =f A(x)}
Утверждение, что на полученной таким образом дифрактограмме (однолучевой голограмме) с функцией про; пускания 4 {x) -3(x)закреплена также и фаза Ч(х), объясняется следующим.
Распределение поля когеретной волны описывается функциями, относящимися к классу аналитических.
Известно, что между мнимой и действительной частями таких функций существует однозначная функциональ- . ная связь.
Кроме того, в реальном физическом эксперименте, всегда имеют дело с системой регистрации, спектр пропускания которой ограничен. Поэтому когерентную волну, фиксируемую на однолучевой голограмме, можно представить в виде аналитического сигнала ц(„) = д (х) е1 +<х), Re U(x) i g jRe U(x)), мнимая и действительная части которого связаны преобразованием Гильберта
Н (х) =
i V(x)
Так как 4(x) e — аналитический сигнал, то и функция
КпЯ(х)е (") =Ьъ )(х)+1 (х) . при соответствующей фиксации амплитуды А(х)также описывает аналитический сигнал. Следовательно, однолучевая голограмма с функцией пропускания, пропорциональной ф) =)й(х)), определяет (содержит в себе) и фазу, которая может быть найдена путем преобразования Ч (х)»- Н j 3n (R (х ) t
Способ поясняется фиг. 1, 2 и 3.
Свет ат кагерентного источника
1 (см. фиг, 1) проходит через коллимирующее устройство 2, регистрируемый объект 3, фокусирующее устройства 4, формируя дифрактограм- му 5. Восстановление однолучевой голограммы проводится по той же схеме. На фиг. 2 «приведена схема получения дифракционной картины с помощью
466798 4 объект, 9- фотопластинка. Объект 13 освещается параллельным пучком когерентного света.
Восстановление однолучевой голограммы 5, сформированной на фотопластинке 9, проводилось по схеме фиг..3,6. Здесь 1 — лазер, 2— коллимирующее устройство, 5 — однолучевая голограмма, 14, 15 — фоку1О сирующие линзы, 16 — фильтр, 17— плоскость наблюдения. Линзы 14, 15 служат для проведения пространственной фильтрации с помощью фильтра 16. установленного в плоскости сопряжения их фокусов. Восстановленная картина наблюдается в плоскости 17.
Если, например, взят чисто фазовый объект 13 и дифракционная картина зарегистрирована в области дифракции Френеля, то с помощью амплитудного фильтра 16, пропускание которого обратно пропорционально квадрату расстояния от оптической оси, получают вторичную дифракционную картину со структурой, пропорциональной распределению фазы на объекте. ди@рагирующего элемента, например дифракционной решетки. Здесь 1 источник света (лазер),6 — пламя, свечи, 7 — дифракционная решетка, 8 — объектив, 9 — фбтопластинка.
Восстановление проводилось по схеме на фиг. 2,6, содержащей диафрагму 10, вырезающую порядок интерфе. ренции, объектив 1 1, фотопластинку
12, иа которой фиксируется восстановленная картина. На фотопластинке 9 фиксируют дифракционную карти-
;ну, которая формируется волной, рассеянной объектом и прошедшей чеpcs дифракционную решетку. Формирование однолучевой голограммы также может осуществляться путем последовательной записи волн: искаженной и неискаженной объектом (метод двух экспозиций).
Восстановление однолучевой голограммы достигается посредством просвечивания ее когерентным лазерным излучением и фильтрации соответствующего дифракционного порядка.
Способ реализован по схеме, изображенной на фиг. 3 а. Здесь 13—
Фиг.Z
Я г. 7
ШЩКПИ Заказ 1684/3 Тираж 448 подписи
Фили@а ППП Патент г ужгор()д ул Проектная
