В предыдущем разделе рассмотрены отображающие свойства голограмм, полученных при интерференции частично когерентных по отношению друг к другу объектного и опорного волновых полей. В работах сотрудников МИФИ показано (см. обзорную работу [Быковский Ю.А. и др., 1985]), что если оба волновых поля, интерферирующие в плоскости регистрирующей среды, образованы делением по амплитуде первоначального объектного волнового поля, обладают низкой степенью когерентности и их кривизна совпадает, то при записи голограммы информация о глубине сцены уничтожается и при восстановлении первоначальная, трехмерная объектная сцена преобразуется в двумерную. Этот эффект плоской фокусировки удобен, например, при регистрации и обработке событий в трековых детекторах. В нашей работе [Власов Н.Г. и др., 1996] обнаружено, что различие двух объектных волновых полей по кривизне при получении голограммы позволяет изменять соотношение между поперечным и продольным масштабами на восстановленном изображении, чего нельзя достичь методами классической оптики.
На голографическом корреляторе, предложенном Ван дер Люгтом в 1964 г. и получившем широкую известность, основано большинство современных оптических корреляционных устройств.
В этом корреляторе образцовый объект записывается на голограмму Фурье с точечным опорным источником, а восстановление происходит излучением, прошедшим через распознаваемый объект. Распределение интенсивности в плоскости восстановленного изображения описывается тогда функцией кросскорреляции обоих объектов. Анализируя описанный метод, надо отметить, что точечный опорный источник впроцессе записи не несет дополнительной информации и предназначен только для записи объектного волнового поля (т.е. для получения голограммы - согласованного фильтра). Однако в данном случае конечная цель - не запись голограммы, а выполнение операции кросскорреляции. Ее основная часть - перемножение Фурье-образа одного из объектов на сопряженный Фурье-образ другого - может быть выполнена непосредственно в процессе записи обоих объектов одновременно, при которой каждый из объектов можно рассматривать как опорный по отношению к другому. Названная идея была высказана Дж.Е. Pay в 1996 г. и не получила широкого распространения, вероятно, в связи с отсутствием в те годы надежных и удобных регистрирующих сред многократного действия, необходимых для ее реализации. И голографический коррелятор Ван дер Люгта, и коррелятор Pay работают в полностью когерентном освещении.
В работе [Власов Н.Г., 1977] предложен коррелятор, работающий в частично когерентном излучении и обладающий существенно большей универсальностью, так как для его работы вообще нет необходимости записывать голограмму. Коррелятор работает следующим образом. Дифракционная решетка освещается протяженным квазимонохроматичсским источником и переотображается оптической системой, осуществляющей двойное преобразование Фурье плоскости предметов, содержащей эту решетку. В плоскости пространственных частот открывают только два отверстия, пропускающие плюс-минус первые порядки дифракции. По отношению к источнику излучения эта же плоек осп. является плоскостью его изображения, мультиплицированного дифракционной решеткой. Если теперь в плоскость пространственных частот, в плюс-минус первые порядки дифракции поместить два сравниваемых объекта, то в их совпадающих частях одноименные точки в изображениях источников будут ослаблены (возможно до полного экранирования) одинаковым образом. В различающихся же местах объектов одноименные точки источника будут ослаблены по-разному. В итоге, как показано в [Власов Н.Г., 1977], контраст интерференционных полос, составляющих микроструктуру решетки в плоскости ее изображения, будет определяться функцией кросскорреляции объектов  . Характерной чертой описанного коррелятора является инвариантность по отношению к взаимному положению сравниваемых объектов. Этот недостаток в некоторых случаях может быть несущественным, а иногда даже полезен - тогда, когда на объекте (транспаранте) есть метка, используемая как начало отсчета. Примером таких объектов являются оптические спектры на выходе спектроанализатора.
Назад | Вперед
Написать комментарий
|
