Способ восстановления изображения объекта с плоских голограмм

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советник

Социалистическик

Республик ои973097

1И1М. Ка1.з

С 03 H 1/22 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 250281 (21) 3255063/18-25 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

t$3) УДК 772. 99 (088. 8) Опубликовано 301182. Бюллетень )(о44

Дата опубликования описания 30.11Л2

В.К. Аблеков, С.А, Колядки, 10.П. Сырых, и А.В. Фролов (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ

OPSEKTA t. ПЛОСКИХ ГОЛОГРАММ

Изобретение относится к гологра- фии и может бать применено для восстановления изображения объекта с плоских голограмм, преимущественно голограмм, получейных в когерентном свете без использования опорного пучка.

Известны способы восстановления иэображения объекта с голограмм, полученных в когерентном свете, путем кэготовления по исходной голограмме фазового транспаранта, освещения его когерентным светом и формирования поля, которое, строит изображение объекта (1g.

Данные способы,не позволяют восстановить изображение с голограмм, записанных без опорного. пучка.

Наиболее близким к предлагаемому является способ восстановления изображения объекта с плоских голограмм путем изготовления Фазового тракспаранта по исходной голограмме, наложения его на исходную голограмму, освещения их когерентным светом к формирования светового поля строящего изображение объекта 2 .

Однако известный способ сложен, так как для его. реализации при из„готовлении фазового транспа1ванта не-, обходкмо Формировать распределение интенсивности с помощью оптической системы преобразователя Гильберта, а также выполнять точное перемножение светового поля исходной голограммы и фазового транспаранта. .Известно, что для выполнения оптического преобразования Гильберта требуетея фазовый фильтр, осуществляющий сдвиг Фазы на В/2 в четных или нечетных квадратах спектральной области преобразуемого распределения поля, Изготовление такого фильтра связано с рядом трудностей, в частности нанесенкем интерференционного слоя на опткческую подложку. Кроме того, этот фильтр должен устанавлкваться в спектральной области с точностью порядка длины волны светового .

2О излучения. При перемножении свето-— вого поля исходной голограммы и фазового транспаранта, например: путем.

Ъаложенкя фазового транспаранта на исходную голограмму и освещения кх

25 когерентным светом, необходимо кх точное соответствке. Это выполняется, например, путем нанесения на исходную голограмму реперных точек к наблюдения их совмещеккя с реперными

30 точками полученного транспаранта !

978097 под микроскопом, что кроме неудобст- ва в работе, усложняет в целом процедуру восстановления, так как требуется использование дополнительных операций.

Цель изобретения, - упрощение вос,становления изображения объекта с плоских голограмм.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу восстановления изображения объекта с плос- !О о ких голограмм путем изготовления фазового транспаранта по исходной голограмме, наложения его на исходную голограмму, освещения их когерентным светом и формирования свето (5 вого поля, строящего изображение объекта, Фазовый транспарант изготавливают из амплитудного транспаранта с функцией пропускания исходной голограммы, после освещения их 70

Формируют световое поле, перемещая в плоскости полученнйй фазовый транспарант относительно ясходной голограммы, выбор направления перемещения осуществляют путем визуального контроля по последовательному гашению элементов картины восстановления в одном из первых порядков дифракции и усилению соответствующих . элементов этой картины, в симметричном порядке дифракции, начиная с граничных элементов, соответствующих минимальным .пространственным частотам, при этом о восстановлении иэображения судят по достижению максимального перераспределения интенсивности в наблюдаемых порядках дифракции, На чертеже приведена схема устройства осуществляющего предлагаемый дО способ.

Устройство содержит амплитудный

1 и фазовый 2 транспаранты, оптическую формирующую систему 3, управ" ляемый затвор 4р блОК 5 регистрации 45 позиционный детектор 6, блок 7 управления, сервопривод 8, полупрозрачное зеркало 9.

Устройство работает следующим образом.

Когерентный световой пучок, проходящий через амплитудный транспарант 1, Фокусируется линзой 3 на позиционный детектор 6 и запоминается блоком 7. Фазовый транспарант 2 вводится таким образом, чтобы карти» на восстановления, формирующаяся на детекторе и картина автокорреляции совпали. Последнее достигается введением в систему, для транспаранта 2, обратной связи, реализо- ® ванной с помощью сервопривода 8 и блока 7. Производится смещение транспаранта 2 относительно 1 по некоторому производному направлению, которое берется за ось отсчета. При 6 этом если происходит гашение одних элементов картины восстановления и усиление им симметричных, то блок

7 выдает команду на управляемый затвор 4 для записи соответствующих элементов, начиная с границы, определяемой по картине автокорреляции.

Затем повторяется совмещение транспаранта 2 по другому направлению и т.д. Таким образом, смещение производится в диапазоне углов относительно оси отсчета от 0 до Ж

При этом регистрация элементов объекта блоком записи происходит в одной из.полуплоскостей относительной этой оси.

Как пример аналитического описания предлагаембго способа восстановления, рассмотрим случай объекта в виде двух точек с исходной функцией пропускаяия (х) =d (x)+<4Ã(Х-а), (1) где с 1. Тогда функция пропускаяия голограммы данного объекта будет иметь следующий вид:

xa(u) = (F3scx>3(x=(eaee"" )

= (taL1А (р "Us+a- )0>) = (+(. +Мсо ()(-., (+ 2Асоь() ц, где Fft(x) (- Фурье-образ исходной.. функции (1) V — координата в области пространственных частот. Согласно выражению (2) пространственная частота поля голограмм, являющаяся и максимальной для данного случая, имеет период 27С/а. В результате отбеливания получаем следующую функцию пропускания фазового транспаран-, та тф(О) «Е " =Е" (4-Б (:osaО). (М

ИсхОдя из этОгО видиму ытО при сдвиге распределения (2) относительно (3) на полпериода пространственной частоты и реализации обратного

Фурье-преобразования от совмещенных таким образом картин, восстановление исходного объекта в виде двух точек. Действительно, с точностью до постоянного Фазового множителя имеем

Р 3Ta(u)>s(e itlsa))=e 3u slcosua)u<

+ «<44NUi))) =Р И(!ЫСОЩц+9лАяи0а)а

«si e sin ua cosua3 ar- 3<+ edexp()ea)3=a

=6 ()()+ id.б (х-о), (4) ю

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает восстановление изображения объекта, в том числе с ,голограмм беэ опорного пучка. . Формула) изобретения

Способ восстановления изображе5 ния объекта с плоских голограмм пу 978097 тем изготовления фазового транспаранта по исходной голограмме, наложения его на исходную голограмму, освещения их когерентным светом и формирования светового оля,строящего иэображение объекта, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения восстановления изображения объекта, фазовый транспарант изготавливают as амплитудного транспаранта с функцией пропускания исход иой голограммы, после освещения их формируют световое поле, перемещая в плоскости полученный фазовый транспарант относительно исходной голо-граммы,. выбор направления перемещения осуществляют путем визуального контроля по последовательному гашению элементов картины восстановления ,в одном иэ первых порядков дифракции и усилению соответствующих эле» ментов этой картины, в сивеаетричном

6 порядке дифракции, начиная с граничных элементов, соответствующих мини мальным пространственным частотам, прн этом а восстановлении изображения судят по достижению максимального перераспределении",интенсивности и наблюдаемых порядках дифракции.

Источники инФорМации, принятые во внимание р экспертизе

10 1. Аблеков В.K. Бабаев Ю.Н., Иолядин С.A. Фролов А.В. О полном восстановлении амплитудно-фазовбй информации световой волны.-ДАН СССР, 15 т. 250, Р 1, 1980 с. 90.

2. Аблеков В,E. Зубков П.И., Фролов А.В. Оптическая и оптоэлект ронная обработка информации. М., Машиностроение, 1976, с. 61 (прототип).

Составитель В. Аджалов.

Редактор Ю. Середа Техред А.Бабинец, Корректор Н. Буряк

«Ф е ц °

Заказ 9212/62 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5 ю юююеюююе

Филиал ППП Патент, r.. Ужгород, ул. Проектная; 4