Способ восстановления изображения объекта Советский патент 1985 года по МПК G03H1/22 

а..

Фиг1 Изобретение относится к голографин и может быть применено для воеустановления изображения объекта без опорного пучка с. голограммы, полученной при освещении объекта когерентным излучением, . Известны способы восстановления изображения объекта путем освещения гoлoгpa iмЫ, Ближайшим к предложенному техническому решению является способ вос становления изображений объектов с голограмм без опорного пучка путем освещения голограмм когерентным из.лученнрм и формирования рдспределелия поля, по которому СУДЯТ об объекте. Однако известньм способом изобра жение объекта удается восстановить только в тех случаях, когда гологра MiJ без опорного пучка фиксируют на объемной светочувствительной среде или когда они формируются вблизи фо ;Кусирова1Шого изображения объекта. Во всех остальных случаях восстанав :ливают лишь дифракционные образы 1объектов, напримеравтокорреляцирнньШ образ по которому судят об объекте, : Необходимость применения определенной геометрии регистрации гологpa м или. использование объемных детекторов, которые, как правило :обладают меньшей чувствительностью, чем плоские светочувствительные детекторы,, затрудняет или делает не:ВОЗМОЖНЫМ исследование ряда процессов, при которых необходимо восстановление голографического изображения объекта, . Цель изобретения - расширение .класса- восстанавливаемых без опорно го пучка плоских голограмм. Указанная цель достигается тем, что голограмму преобразуют в транспарант с логарифмической Функцией пропускания, формируют распределени иитенсйвности с помощью системы пре образования Гильберта, преобразуют полученное распределение в фазовый транспарант и восстанавливают изображение объекта, перемножая.световы поля исходной голограммы и фазового транспаранта. I На фиг. Т представлена оптическа схема двумерного преобразователя Тильберта; иа фиг, 2 - схема перемн :жения световых полей. Исходная голограмма без опорного пучка имеет амплитудную функцию про-пускания t(x), пропорциональную моулю амплитуды |A(x)t когерентной волны А(х) в плоскости регистрации голограммы. Так как световая волна А(х) описывается целыми функциями конечной степени с нулями, расположенными на действительной оси, то модуль амплитуды 1А(х)1 и фаза (х) связаны между собой через преобразование Гильберта: -MAMc/t t;-. где обозначение главного значения по Коши. Таким образом, получив фазовый транспарант с функцией пропускания е можно восстановить световую волну Д(х)е с помощью которой строятголографнческое изображение искомого объекта.. Транспарант 1 с амплитудной функцией пропускания, равной логарифму амплитудной функции пропускания исходной голограммы, установленньш в предметной плоскости, освещается когерентным све-товым пучком, Транспарант может быть изготовлен, например, фотографическим образом. Свет, рассеянный транспарантом, фокусируется линзой 2 в частотной плоскости, где установле 1ы фазовые фильтры 3, сдвигаюш,ие фазу пространственного спектра на I в четных или нечетных квадрантах частотной плоскости. Линза 4 фокусирует отфильтрованное излучение в выходной плоскости, где детектор 5 интенсивности регР1Стрирует распределение фазы. Плоскость 6 объекта располагается перед голограммой 7, Исходная голограмма 7 (см. фиг.2) освещается когере тным 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, ко3торую он занимал относительно голограммы 7 на этапе ее регистрации. Пример. Восстановление голограммы с функцией пропускания t (х) 1 + 0 cos ШдХ , 2Ti, где uJjj - « - период решетки, а.« , . cicoScOnX Так как 1nt(x)5ilne ctcosuJoX то для нахождения фазы Ч (х) реализуют операцию преобразования Гильберта зе, установив на входе в предметной плоскости оптической системы (см. фиг. 1) косинусоидальную решетку с периодом а. В выходной плоскости регистрируют фотографию распределения .cicosuj xV-otsiti , Фазовый транспарант изготавливае ся путем отбеливания полученной фотографии. Он имеет функцию пропуска ния представляет собой фа зовую синусоидальную решетку с пери од ом 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 1 -id&inuj X X (l -botcos . 1+otcosu) x(l-io.sinu)gx): 1+cie1 которое позволяет построить в соЛряженной плоскости изображение объекта, В частности, пусть голограмма получена сПОМОЩЬЮ линзовой системы преобразования Фурье с фокусом линзы f 1 м при подсветке объекта размером L 2 мм когерентным излу- . чением от гелий-неонового лазера с , длинной волны Л 632,8 м. Тогда период решетки л .-10 0,3 мм. h 2-То Таким образок, 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 ffx с помощью линзы с 1 м при когерентной подсветке с Л 632,8 мм. Восстановленное изображение представляет собой две светящиеся точки с относительной йркостью d, расположенные на расстоянии U ДРУГ отдруга.

J

I

/

7oii

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.