Holografia cyfrowa

Holografia cyfrowa odnosi się do pozyskiwania i przetwarzania hologramów za pomocą matrycy czujników cyfrowych, zazwyczaj kamery CCD lub podobnego urządzenia. Renderowanie obrazu, czyli rekonstrukcja danych obiektu, odbywa się numerycznie ze zdigitalizowanych interferogramów. Holografia cyfrowa umożliwia pomiar optycznych danych fazowych i zazwyczaj dostarcza trójwymiarowe obrazy powierzchni lub grubości optycznej. Opracowano kilka schematów rejestracji i przetwarzania w celu oceny charakterystyk fali optycznej, takich jak amplituda, faza i stan polaryzacji, co czyni holografię cyfrową bardzo potężną metodą w zastosowaniach metrologicznych.

Cyfrowy zapis i obróbka hologramów

Konfiguracja poza osią

W konfiguracji pozaosiowej mały kąt między wiązkami odniesienia i obiektem jest używany, aby zapobiec nakładaniu się wkładów dudnienia krzyżowego między obiektem i referencyjnymi polami optycznymi z wkładami samo-dudnienia tych pól. Odkrycia te zostały dokonane przez Emmetta Leitha i Jurisa Upatnieksa dla holografii analogowej, a następnie zaadaptowane do holografii cyfrowej. W tej konfiguracji do rekonstrukcji obrazu potrzebny jest tylko jeden zarejestrowany interferogram cyfrowy. Jednak ta konfiguracja może być również używana w połączeniu z metodami modulacji czasowej, takimi jak przesunięcie fazowe i przesunięcie częstotliwości, do pomiarów o wysokiej czułości w słabym świetle.

Holografia z przesunięciem fazowym

Cyfrowy proces holografii z przesunięciem fazowym (lub krokowym) obejmuje przechwytywanie wielu interferogramów , z których każdy wskazuje optyczne zależności fazowe między światłem powracającym ze wszystkich punktów oświetlanego obiektu a kontrolowaną wiązką odniesienia światła. Faza optyczna wiązki odniesienia jest przesuwana z jednego próbkowanego interferogramu do drugiego. Z liniowej kombinacji tych interferogramów powstają hologramy o wartościach zespolonych. Te hologramy zawierają informacje o amplitudzie i fazie promieniowania optycznego ugiętego przez obiekt w płaszczyźnie czujnika.

Holografia zmieniająca częstotliwość

Dzięki zastosowaniu modulatorów elektrooptycznych (ogniwa Pockela) lub modulatorów akustyczno-optycznych (ogniwa Bragga) referencyjna wiązka laserowa może być przesunięta o określoną wielkość. Umożliwia to wykrywanie optycznej heterodyny , proces konwersji częstotliwości mający na celu przesunięcie danej składowej sygnału optycznego o częstotliwości radiowej w czasowej szerokości pasma czujnika. Hologramy z przesuniętą częstotliwością mogą być używane do wąskopasmowego laserowego obrazowania Dopplera .

Multipleksowanie hologramów

Równoczesne adresowanie odrębnych domen czasowej i przestrzennej szerokości pasma hologramów zostało przeprowadzone z powodzeniem dla schematów multipleksowania kątowego, długości fali, podziału przestrzeni, polaryzacji i pasma bocznego. Cyfrowe hologramy można numerycznie multipleksować i demultipleksować w celu wydajnego przechowywania i przesyłania. Amplituda i faza mogą być poprawnie odzyskane.

Superrozdzielczość w holografii cyfrowej

Superrozdzielczość jest możliwa dzięki dynamicznej siatce dyfrakcyjnej fazowej do syntetycznego zwiększania apertury matrycy CCD. Superlokalizację cząstek można osiągnąć poprzez przyjęcie schematu wspólnego projektowania optyki/przetwarzania danych.

Sekcje optyczne w holografii cyfrowej

Cięcie optyczne, znane również jako przekrojowa rekonstrukcja obrazu, to proces odzyskiwania płaskiego obrazu na określonej głębokości osiowej z trójwymiarowego hologramu cyfrowego. Do rozwiązania tego problemu zastosowano różne techniki matematyczne, z najbardziej wszechstronnymi obrazami odwrotnymi.

Rozszerzanie głębi ostrości za pomocą cyfrowej holografii w mikroskopii

Wykorzystując możliwości obrazowania 3D cyfrowej holografii w amplitudzie i fazie, możliwe jest rozszerzenie głębi ostrości w mikroskopii.

Połączenie hologramów i mikroskopii interferometrycznej

Cyfrowa analiza zestawu hologramów zarejestrowanych z różnych kierunków lub z innym kierunkiem fali referencyjnej pozwala na numeryczną emulację obiektywu o dużej aperturze numerycznej , co prowadzi do odpowiedniego zwiększenia rozdzielczości. Ta technika nazywa się mikroskopią interferometryczną .

Zobacz też

Dalsza lektura

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Digital_holography&oldid=1091496961 ”