Способ восстановления изображения объекта

 

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТА с плоских голограмм без опорного пучка путем освещения , голограммы когерентным излучением и формирования распределения поля, по которому судят об объекте, о т -\ли чающийся тем, что, с целью расширения класса восстанавливаемых; голограмм, голограмму преобразуют в транспарант с логарифмической функцией пропускания, формир:>&тот распределение интенсивности с помощью системы преобразования Гильберта, преобразуют полученное распределение в фазовый транспарант и восстанавливают изображение объекта, перемножая световые поля исходной голограммы и фазового транспаранта.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„696851

3(5D G 03 Н 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTGPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2468440!18-25 (22) 29.03.77 (46) 23.03.85. Бюл. В 11 (72) В.К. Аблеков и А.В. фролов (53) 772.99(088.8) (54)(57) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТА с плоских голограмм без опорного пучка путем освещения голограммы когерентным излучением и формирования распределения поля, по которому судят об объекте, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения класса восстанавливаемых голограмм, голограмму преобразуют в транспарант с логарифмической функцией пропускания, формируют распределение интенсивности с помощью системы преобразования Гильберта, преобразуют полученное распределение в фазовый транспарант и восстанавливают изображение объекта, перемножая световые поля исходной голограммы и фазового транспаранта.

1 6968

Изобретение относится к голографии и может быть применено для восстановления изображения объекта без опорного пучка с. голограммы, полученной при освещении объекта коге5 рентным излучением. . Известны способы восстановления изображения объекта путем освещения голограммы..

Ближайшим к предложенному техническому решению является способ восстановления изображений объектов с голограмм без опорного пучка путем освещения голограмм когерентным из.лученирм и формирования распределения ноля, по которому судят об объекте.

Одпако известным способом изображение объекта удается восстановить только в тех случаях, когда голограм-20 мы без опорного пучка фиксируют на объемной светочувствительной среде или когда они формируются вблизи фокусировапного изображения объекта.

Во всех остальных случаях восстанав,ливают лишь дифракционные образы .объектов, например автокорреляционный образ, по которому судят об объекте.

Иеобходимость применения определенной геометрии регистрации голо30 грамм илй Использование объемных детекторов, которые, как правило обладают меньшей чувствительностью, чем плоские светочувствительные де.текторы, затрудняет или делает не:цозм южным исследование ряда процес сов,:при которых необходимо восстановление голографического изображения объекта.

Цель изобретения - расширение .класса. восстанавливаемых без опорнога пучка плоских голограмм.

Указанная цель достигается тем, что голограмму преобразуют в транспарант с логарифмической функцией пропускания„ формируют распределение интенсивности с помощью системы преобразования Гильберта, преобразуют полученное распределение в фазовый 50 транспарант и восстанавливают изображение объекта, перемножая световые поля исходной голограммы и фазового транспаранта: .

На фиг. 1 представлена оптическая 55 .схема двумерного преобразователя Гильберта на фиг. 2 — схема перемно:жения световых полей.

51 2

Исходная голограмма без опорного

1 пучка имеет амплитудную функцию пропускания 1(х), пропорциональную модулю амплитуды )A(x)t когерентной волны A(z)e i" в плоскости регистрации голограммы. Так как световая волна А(х)e"" "l описывается целыми функциями конечной степени с нулями, расположенными на действительной оси, то модуль амплитуды А(х)(и фаза V(x) связаны между собой через преобразование Гильберта:

„,(„> 1 enIË ()i „, Т где P — обозначение главного значения по Коши.

Таким образом, получив фазовый транспарант с функцпей пропускания е

iq(K) можно восстановить световую волну А(х)е с помощью которой

it(xI строят голографическое изображение искомого объекта.

Транспарант 1 с амплитудной функцией пропускания, равной логарифму амплитудной функции пропускапия исходной голограммы, установленный в предметной плоскости, освещается когерентным световым пучком. Транспарант может быть изготовлен, например„ фотографическим образом. Свет, рассеянный транспарантом, фокусируется линзой 2 в частотной плоскости

У где установлены фазовые фильтры 3, сдвигаюшие фазу пространственного спектра на 7 в четных или нечетных квадрантах частотной плоскости. Линза 4 фокусирует отфильтрованное излучение в выходной плоскости, где детектор 5 интенсивности регистрирует распределеш1е фазы.

Плоскость 6 объекта располагается перед голограммой 7.

Исходная голограмма 7 (см. Фиг.2) освещается когерептпым световым пучком и проектируется с помощью.. .линз 8 и 9 на плоскость, где располагается фазовый транспарант 10.

Этот транспарант может быть изготовлен, например, путем отбеливания фотопластинки, на которой зафиксировано распределение фазы..Непосредственно за транспарантом 10 восстанавливается световая волна, которая, строит в плоскости 11 изображение объекта. Плоскость 11 оптически сопряжена с плоскостью 6 объекта, ко696851

Редактор П. Горькова Техред С.Мигунова

Корректор Е. Рошко.,Заказ 1687/3 Тираж 448 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела. изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д-. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 торую он занимал относительно голограммы 7 на этапе ее регистрации.

Пример. Восстановление голограммы с функцией пропускания

1(х) — 1 +с совы х

2 где и = -„-; a — период решетки, К(<1.

cL co& w х

Так как 1nt(x) ln e = с совы,х, то для нахожцения фазы -V(x) реализу10 ют операцию преобразования Гильберта х, установив на входе в предметной плоскости оптической системы (см. фиг, i) косинусоидальную решетку с периодом а. В выходной плоскос.ти регистрируют фотографию распреде15 ления

>/совал х1 =-с(sin ы х

Фазовый транспарант изготавливается путем отбеливания полученной фотографии. Он имеет функцию пропускания е представляет собой фа-1 gjnu3o X зовую синусоидальную решетку с пери одом а.

Установив голограмму во входной плоскости схемы (см. на фиг. 2), а фазовый транспарант -в плоскости фазового транспаранта, получают непосредственно за этой плоскостью распределение поля вида 30

- К&10Ь3 Х ()+ с cos w х ) е (l + d. cos и 1 ".

1ФО» х (1 1ф $1П 03 Х) "+ oc 1 ь которое позволяет построить в сопря .женной плоскости изображение объекта.

В частности, пусть голограмма получена с помощью линзовой системы преобразования Фурье с фокусом лин зы К =. 1 м при подсветке объекта размером L= 2 мм когерентным излучением от гелий-неонового лазера с длинной волны = 632,8 м. Тогда период решетки

632,8 10

С\— = — — - — — — = 0,3 мч.

2 .10-3

Таким образом, для реализации преобразования Гильберта необходимо иметь оптическую систему с разрешением не ниже чем 0,3 мм.

Для получения оптического сопряженного изображения необходимо реализовать операцию Фурье — преобразования f (х) с помощью линзы с % = 1 м при когерентной подсветке с

= 632,8 мм. Восстановленное изображение представляет собой две светя; щиеся точки с относительной яркостью

Ы, расположенные на расстоянии L друг от друга.