Введение к работе
Актуальность темы. Методыгологоаф-ии нашли широкое применение в науке и технике.
Среди различных типов голограмм можно выделить голограммы. получаемые без использования опорного лучка, возможность записи и восстановления информации которыми показал Ван Хирдея Ван Хирден вводил безопорную голограмму (БГ)как обобщенный корреляционный фильтр.
Важнейшим свойством таких голограмм является ассоциативный характер записи и хранения ими информации. Второй положительной особенностью БГ является отсутствие опорной волнь! пои Формировании голограммы, что значительно упрощает оптическую схему, эффективнее используется энергия оптического излучения.
Из свойств БГ вытекают перспективы их широкого применения:
в различного типа устройствах оптической обработки инфораацяи:
- голографических запоминающих устройствах (ГЗУ);
оптических нейроноподобных сетях;
- при восстановлении изображений по распределению интенсивности;
в новых типах метрологических приборов.
Однако до настоящего времени остается открытым ряд вопросоа Не изучены передающие свойства БГ. Т.к. процесс восстановления изображения изБГ по своей физической природе аналогичен процессу восстановления
восстановленною изображения, ьотличие от традиционной їслйгриММоі. должны быть связаны с характеристиками голографируемого объекта.
Проведенные до насточшего времени исследования по БГ'основыва- тась на том, что ассоциативные свойства БГ проявляются тогда, когда в-качестве
восстанавливающего поля используется набор вторичных ясточ- никоз с оптическими характеристиками, идентичными характеристикам
вторичных источников при записи голограммы. Простейшим случаем проявления ассоциативных свойств БГ является случай восстановления ее частью исходного объектного поля. Тем не менее, очевидно восстановление информации изБГ можно производить и измененным полем, корреляционная функция которого с исходным полем не раЕна нулю. Остается открытыми Еопросы какова допустимая величина изменения восстанавливающего поля, как связано изменение характеристик восстановленного из БГ поля
с изменением характеристик восстанавливающего поля. Очевидно, при решении этих задач возможны принципиально новы? подходы к вопросам
восстановления информации из БГ. Решение этой задачи важно как в фундаментальном аспекте, так и з практическом плане, т.к. дает возмож-
ность приступить к разработке нового класса устройств оптической обра ботки информации.
Проведенные исследования корреляционно фильтрующих свойств БГ и возможности их применения б истрсйствзк оптической обработки информации оставила пппмп.'мй опросы реакции БГ на различного рода геометрические искгл.ения входных изображен:::: У~* мнение масштаба. п:ї" рот и т.п.), не проведено сравнение работы систем согласованной фильтрации и систем с ЕГ, нет данных о возможности работы БГ с системами оперативного ввода информации.
Цель диссертационной работы состояла в изучении ассоциативных и передающих свойств безопорных голограмм, разработке новых методов восстановления информации из безопорных голгтрамм.разработке вопросов практического црименениия безопорных голограмм.
Задачи исследований.
-
Исследование влияния структуры граничного поля объекта, его фазовой и амплитудной модуляции на характеристики восстановленного из БГ изображения.
-
Исследование корреляционных свойств БГ, связи между изменениями в граничном поле и восстановленном изображении.
-
Разработка-новых подходов к восстановлению изображения из БГ.
-
Разработка прикладных аспектов применения БГ в системах оптической обработки информации.
-
Разработка новых систем и методов применения БГ.
Защищаемы" положения.
1. Восстановление изображения из безопорной голограммы можно рас
сматривать как процесс амплитудной фильтрации на фильтре с
пропусканием, определяемым структурой читающей части.
При фазовых модуляциях^» - 23? искажения в восстановленном поле определяются дифракционным пределом оптической системы наблюдения. Амплитудная модуляция при этом существенной роли не кгту?рт, з ппп?эечные размеры восстанавливающих источников могу: лзмсКліі.сй в широких предел;:-..
2. Возможно восстановление изображения из БГ при восстановлении ее
малой выборкой вторичных источников Величина выборки зависит
от дисперсии фазы в граничном и восстанавливающем полях. При дисперсии фазы меньше ЗТ* /2 восстановление может быть осуществлено, произвольным статистическим транспарантом, а также при изменении длины волны восстанавливающего излучения. 3. Изменения в фантомном изображении, связанные с искажениями граничного поля аналогичны изменениям в голографическом корреляторе Вак дер Люгта и могут описываться соотношениями, применяемыми для анализа традиционных корреляционных систем.
Новизна научных результатов, полученных в диссертационной работе заключается в том, что:
впервые определена связь между фазовой и амплитудной модуляцией граничного поля и характеристиками восстановленного из БГ изображения;
впервые из БГ восстановлено изображение объекта в отсутствие ис-
ход ного граничного поля с дисперсией фазы большее / 2 методом накопления по интенсивности;
впервые показана возможность восстановления граничного поля
объекта из БГ с дисперсией фазы меньшее / 2 с помощью
амплитудного статистического транспаранта:
- Епервые показана возможность восстановления граничного пол:-объекта из БГ излучением другой длины волны и вторичными источниками, поперечные размерь: которых отличны от поперечных размеров вторичных источников исходного объекта:
тистическим транспарантом появляется инвариантность к поворотам и сдвигам БГ,
-Епервые проанализировано влияние искажающих факторов (геометрических искажений граничного поля) ка отношение сигнал-шум (ОСШ) в изображении, восстановленном из БГ;
-, впервые исследованы особенности работы БГ в системах с оперативным вводом информации.
Практическая значимость работы. Результаты работы могут быть использованы при конструировании нового типа одноканальных корреляционных систем оптической обработки информации.
о
Разработанный метод и система контроля малых изменений в прозрачных биологических объектах по степени точности не уступают интерференционным.
Результаты работы могут быть использованы при конструировании ассоциативных запоминающих устройств (ЗУ) и нейроноподобных сетей.
Соотношения и оценки, полученные в результате выполнения работы могут быть использованы для анализа работы как систем с БГ, так и традиционных корреляционных систем.
Апробация работы.
Результаты работы докладывались на:
-Научн.конф.Толографический корреляционный анализ и регистрирующие среды". 1938, г.Чернозцы;
-XIII Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике'КиНО). 1988, г.Минск;
-1 Всесоюзной конференции по оптической обработке информации. \9??-. г Ленинград:
~л~А Ьсссиюзи&й лі по физическим іісноням когерентной оптики и голографии. 1989. г.Черновцы;
- VI Всесоюзной конференции по голографии. 1990, г.Витебск;
-II Всесоюзной конференции по оптической обработке информации 1990, г.Фрунзе;
- VII Координационном совещании "Развитие методов проектирова
ния и изготовления интегральных запоминающих устройста 1991.
г.Москва;
XIV Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике (КиНО'91). г.Ленинград;
-Международном семинаре "Лазерная микротехнология и лазерная диагностика поверхности. 1991, г.Черновцы;
-Международной конференции по оптике. 1992, г.Падуя, Италия;
-Международной конференции "Фазовый контраст / Дифереяциаль-кый интерференционный контраст. 1992, г.Варшава, Польша;
-Международной конференции по голографии, корреляционной оптике и регистрирующим материалам. 1993, г.Черновцы;
Международной конференции "Дифрактометрия и рассеяние". 199Э, г.Варшава, Польша.
16-м кенгессе Междунаодной комиссии по оптике "Оптика как ключ к высокой технологии", 1993, г.Вудапешт, Венгия.
Публикации.
По материалам диссертации опубликована 21 печатная работа. получено 1 авторское свидетельство и одно положительное решение по заявке. Список приведен в конце автореферата.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, трех глав.заключения и выводов. Работа изложена на 55 страницах машинописного текста, содержит 42 рисунка (42 страницы); список литературы 105 наименований (3 страниц). Полный объем работы 103 страницы.
