Формирование и анализ параметров когерентных световых полей методами цифровой голографии для бесконтактного контроля объектов
Диссертация
Использование современных видеокамер обеспечивает возможность регистрации голограмм в электронной форме и обработки их на компьютере. При этом возможно получение количественных данных об амплитуде и фазе волны, отраженной от исследуемого объекта или прошедшей через него. Отличительным преимуществом методов ЦТ является то, что при их использовании не требуется точная фокусировка на объекте… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ЦИФРОВОЙ ГОЛОГРАФИИ ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО КОНТРОЛЯ ОБЪЕКТОВ РАЗЛИЧНОГО ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МАСШТАБА
- 1. 1. Схемы регистрации голограмм для объектов различного геометрического масштаба
- 1. 2. Методы реконструкции изображений в цифровой голографии
- 1. 2. 1. Метод свертки
- 1. 2. 2. Метод Френеля
- 1. 3. Методы многоволновой цифровой голографии
- 1. 4. Цифровая запись дополнительных данных в цифровой голографии
- Выводы по Главе 1
- ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ И ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК МЕТОДОВ И ОТДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ ПРИБОРОВ ЦИФРОВОЙ ГОЛОГРАФИИ
- 2. 1. Расчет параметров оптических схем для регистрации голограмм объектов различного геометрического масштаба
- 2. 2. Реконструкция изображений в цифровой голографии
- 2. 3. Метод двухволновой записи и реконструкции изображений из голограмм
- 2. 4. Запись калибровочных данных для восстановления изображений из голограмм на двух длинах волн
- 2. 5. Цифровая голографическая запись дополнительных данных
- 2. 6. Расчет параметров оптико-электронной системы записи дополнительных данных
- Выводы по Главе 2
- ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДОВ ЦИФРОВОЙ ГОЛОГРАФИИ ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО КОНТРОЛЯ ОБЪЕКТОВ РАЗЛИЧНОГО ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МАСШТАБА
- 3. 1. Результаты записи и реконструкции изображений из голограмм тест-объектов с различным увеличением
- 3. 2. Результаты цифровой фокусировки при восстановлении изображений в цифровой голографии
- 3. 3. Запись и восстановление изображений из голограмм на двух длинах волн
- 3. 4. Реализация метода записи дополнительных данных
- 3. 5. Результаты реконструкции встроенных данных с помощью оптико-электронного устройства
- 3. 6. Исследование влияния фокусировки на голограмме и соотношения интенсивности пучков на качество восстановления дополнительных данных
- Выводы по Главе 3
- ГЛАВА 4. МЕТОДЫ И СИСТЕМЫ ЦИФРОВОЙ ГОЛОГРАФИИ ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО КОНТРОЛЯ ОБЪЕКТОВ
- 4. 1. Цифровая голографическая система для исследования объектов различного происхождения
- 4. 2. Запись дополнительных данных методами цифровой голографии
- Выводы по Главе 4
Список литературы
- Zhang Y., Lu Q., Ge B., Zhao H., Sun Y. Digital holography and its applications // Proc. of SP1., 2005. V. 5636. P. 200−211.
- Gabor D. Holography 1948−1971 // Proc. of the IEEE, 1972. V. 60. Issue 6. P. 655- 668.
- Swoger J., Corral M., Huisken J., Stelzer H.K. Optical scanning holography as a technique for high-resolution three-dimensional biological microscopy // J. Opt. Soc. Am. A, 2002. V. 19. P. 1910−1918.
- Cheng G., Jiang Z., Wang D., Ding M, Cui H. Off-axis Reflection Digital Holographic Microscopy For Micron Structure Tomography Measurement // Proc. of SPIE, 2010. V. 7848. P. 78482E.
- Dubois F., Debeir O., Kiss R. Digital holographic microscopy for the three-dimensional dynamic analysis of in vitro cancer cell migration // J. of Biomed. Opt., 2006. V. 11(5). P. 54 032.
- Zhou W., Yu Y., Duan Y., Asundi A. Phase reconstruction of live Human Embryonic Kidney 293 cells based on two off-axis holograms // Proc. of SPIE, 2009. V. 7375. P 737 502.
- Ferraro P., Grilli S., Miccio L., Alfieri D., De Nicola S., Finizio A., Javidi B. Full Color 3-D Imaging by Digital Holography and Removal of Chromatic Aberrations // Journal of Display Technology, 2008. V. 4. Issue 1. P. 97−100.
- Paturzo V., Merola F., Grilli S., De Nicola S., Ferraro P. Digital holography in combination with diffraction grating to get super-resolution // Proc. of SPIE, 2008. V. 6995. P. 699 505.
- Kreis T., Schluter K. Resolution enhancement by aperture synthesis in digital holography // Optical Engineering, 2007. V. 46(5). P. 55 803.
- Kelly D., Hennelly B., Pandey N, Naughton T., Rhodes W. Resolution limits in practical digital holographic systems // Optical Engineering, 2009. V. 48. № 9. P. 95 801.
- Wang X., Gong W., Liu F., Wang H. High-resolution Holographic Imaging Technology by Microscopic Image Plane Holography // Proc. of SPIE, 2010. V. 7848. P. 78482X.
- Hillman T.R., Gutzler Т., Alexandrov A.S., David D.D. Highresolution, wide-field object reconstruction with synthetic aperture Fourier holographic optical microscopy // Opt. Express, 2009. V. 17. P. 7873−7892.
- Гудман Дж. Статистическая оптика. М.: Мир, 1988. 528 с.
- Kim М.К. Principles and techniques of digital holographic microscopy // SPIE Rev, 2010. V. 1. P. 18 005−1-50.
- Nelleri A., Joseph J. Singh K. Lensless complex data encoding for digital holographic whole information security // Opt. Eng., 2008. V. 47. P. 115 801.
- Goodman J.W., Lawrence R.W. Digital image formation from electronically detected holograms // Appl. Phys. Lett., 1967. V. l 1. P. 77−79.
- Ярославский Л.П., Мерзляков H.C. Цифровая голография. М.: Наука, 1982.219 с.
- Kronrod R.W., Merzlyakov N.S., Yaroslavskii L.P. Reconstruction of a hologram with a computer // Sov. J. Tech. Phys, 1972. V. 17. P. 333−334.
- Ярославский Л.П. Цифровая обработка сигналов в оптике и голографии: Введение в цифровую оптику. М.: Радио и связь, 1987. 296 с.
- Yamaguchi I., Matsumura Т., Kat J. Phase-shifting color digital holography // Opt. Lett., 2002. V. 27. Issue 13. P. 1108−1110.
- Kato J., Yamaguchi I., Matsumura T. Multicolor digital holography with an achromatic phase shifter // Opt. Lett., 2002. V. 27. Issue 16. P. 1403−1405.
- Балтийский С.А., Гуров И. П., Де Никола С., Коппола Д., Ферраро П. Современные методы цифровой голографии /В кн.: Проблемыкогерентной и нелинейной оптики / Под ред. И. П. Гурова и С. А. Козлова, СПб: СПбГУ ИТМО, 2004. 91−117 с.
- Schnars U., Jueptner W. Digital Holography. Digital Hologram Recording, Numerical Reconstruction, and Related Techniques. BerlinHeidelberg: Springer-Verlag, 2005.
- Ozcan M., Bayraktar M. Holographic recording without a separate reference wave // Proc. of SPIE, 2010. V. 7619. P. 76190K.
- A. Hadiastuti A.B., SuksmonoT.L. PC-Based Digital Holographic Microscope Off-Axis Configuration with Michelson Interferometer // Proc. of conf. ICEEI, 2011. P. 1−6.
- Etienne C., Pierre M., Christian D. Simultaneous amplitude-contrast and quantitative phase-contrast microscopy by numerical reconstruction of Fresnel off-axis holograms // Appl. Opt., 1999. V.38. P. 6994−7001.
- Sheoran G., Dubey S., Anand A., Mehta D.S., Shakher C. Swept-source digital holography to reconstruct tomographic images // Opt. Let., 2009. V. 34. № 12. P. 1879−1881.
- Chen Z., Liu F., Gong W., Wang H. Microscopy based on digital lensless Fourier transforms holography // Proc. of SPIE, 2010. V. 7848. P. 784 834.
- Кольер P., Беркхарт К., Лин JI. Оптическая голография. М.: Мир, 1973. 686 с.
- Колфилда Г. Оптическая голография. В 2-х т. М.: Мир, 1982.
- Jie Z., Dayong W., Yunxin W., Changgeng L., Yan L., Huakun C., Yuhong C. Autofocusing on pure phase object for living cell imaging in lensless Fourier transform digital holography // Proc. of SPIE, 2010. V. 7790. P. 779 017.
- Cuche E., MarquetP., Depeursinge C. Spatial filtering for zero-order and twin-image elimination in digitaloff-axis holography // Appl. Opt., 2000 V. 39. P. 4070−4075.
- Нагибина И.М., Москалев B.A., Полушкина H.A., Рудин В. Л. Прикладная физическая оптика. -М.: Высшая школа, 2002. 565 с.
- Сивухин Д.В. Общий курс физики. М.: Физматлит, 2005. 792 с.102
- Seelamantula C.S., Pavilion N., Depeursinge C., Unser M. Exact complex-wave reconstruction in digital holography // J. Opt. Soc. Am. A, 2011. V. 28. P. 983−992.
- Yu L., An Y., Cai L. Numerical reconstruction of digital holograms with variable viewing angles // Opt. Express, 2002. V. 10. P. 1250−1257.
- Schnars U., Juptner W. Digital recording and numerical reconstruction of holograms // Meas. Sci. Technol, 2002. V. 13. P. R85-R101.
- Schnars U., Juptner W. Digital holography-digital hologram recording, numerical reconstruction and related techniques. New York: Springer, 2005.
- Schnars U. Juptner W. Direct recording of holograms by a CCD target and numerical reconstruction // Appl. Opt., 1994. V. 33. P. 179−181.
- Ozcan M., Bayraktar M. Digital holography image reconstruction methods // Proc. of SPIE, 2009. V. 7233. P. 72330B.
- Liu C., LiY., Cheng X., Liu Z., Bo F., Zhu J. Elimination of zero-order diffraction in digitalholography // Opt. Eng., 2002. V. 41. P. 2434−2437.
- Kreis T., Juptner W. Suppression of the DC term in digital holography // Opt. Eng., 1997. V. 36. P. 2357−2360.
- Zhao J. Autofocusing on phase image for pure phase object in digital holography//Proc. of «SOPO-2012», 2012. P. 1−5.
- Kim M. K., Yu L., Mann C.J. Interference techniques in digital holography // J. Opt. A-Pure Appl. Opt., 2006. V. 8(7). P. S518-S523.
- Liebling M., Unser M. Autofocus for digital Fresnel holograms by use of a Fresnelet-sparsity criterion // JOSA A, 2004. V. 21. Issue 12. P. 2424−2430.
- Kreis T., Juptner W. Principles of Digital Holography. In: Fringe 97, W. Juptner, and W. Osten, eds. Academic Verlag, 1997. P. 253−363.
- Onural L. Sampling of the diffraction field //Appl. Opt., 2000. V. 39. P. 5929−5935.
- Dubois F., Joannes L., Dupont O., Dewande J.L., Legros J.C. An integrated optical set-up for fluid-physics experiments under microgravity conditions // Meas. Sci. Technol., 1999. V. 10. P. 934−945.
- Owen R.B., Zozulya A.A. In line digital holographic sensor for monitoring and characterizing marine particulates // Opt. Eng., 2000. V. 39. P. 2187−2197.
- Калитеевский Н.И. Волновая оптика. M.: Высшая школа, 1995.463 с.
- Какие Т., Tahara Т., Ito К., Shimozato Y., Awatsuji Y., Nishio К., Ura S., Kubota Т., Matoba O. Parallel phase-shifting color digital holography using two phase shifts // Appl. Opt., 2009. V. 43. P. H245-H250.
- Schedin S, Pedrini G., Tiziani J.H., Santoyo F.M. Simultaneous three-dimensional dynamic deformation measurements with pulsed digital holography // Applied Optics, 1999. V. 38. Issue 34. P. 7056−7062.
- Lu Q., Ge В., Chen Y., Zou J. Microstructure Testing with Digital Holography // Proc. of SPIE, 2009. V. 7511. P. 751 105.
- Schedin S., Pedrini G., Tiziani H.J. Pulsed Digital Holography for Deformation Measurements on Biological Tissues // Applied Optics, 2000. V. 39. Issue 16. P. 2853−2857.
- Toge H., Fujiwara H., Sato K. One-shot digital holography for recording color 3-D images // Proc. of SPIE, 2008. V. 6912. P. 69120U.
- Гендин В.Г. Формирование и идентификация изображений со встроенными водяными знаками методом ЦТ // Труды научно-технического центра Фотоники и оптоинформатики / Под ред. И. П. Гурова и С. А. Козлова. СПб: СПбГУ ИТМО. 2009. С. 406−415.
- Гендин В.Г. Формирование и идентификация скрытых голографических водяных знаков в JPEG-изображениях // Труды конференции ГрафиКон-2010. СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. С. 344−345.
- Гендин В.Г. Формирование и идентификация изображений со встроенными водяными знаками в оптико-электронной голографической системе // Труды VI международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики» «ФПО 2010» / СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. С 303−305.
- Wang Н., Qin A., Huang М. Autofocus method for digital holographic reconstruction of microscopic object // Proc. of «SOPO-2009», 2009. P. 5 230 170.
- Гонсалес P., Вудс P. Цифровая обработка изображений. M.: Техносфера, 2005. 1072 с.
- Кулагин С.В. Проектирование фото- и киноприборов. М.: Машиностроение, 1976. 304 с.
- Ландсберг Г. С. Оптика. М.: Физматлит, 2003. 848 с.
- Санталина И.Ю. Преобразование структуры лазерного пучка лучей // Труды IX-ой Международной конференции «Прикладная оптика 2010», 2010. С. 167−71.
- Tachiki M.L., Itoh М., Yatagai Т. Simultaneous depth determination of multiple objects by focus analysis in digital holography // Applied Optics, 2008. V. 47. Issue 19. P. D144-D153.
- Memmolo P., Distante C., Paturzo M., Finizio A., Ferraro P., Javidi B. Automatic focusing in digital holography and its application to stretched holograms // Opt. Lett., V. 36. Issue 10. P. 1945−1947.
- Langehanenberg P., Kemper В., von Bally G. Autofocus algorithms for digital-holographic microscopy // Proc. of SPIE-OSA Biom. Opt., 2007. V. 6633. P. 6633−13.
- Kim Т., Poon T.C. Autofocusing in optical scanning holography // Applied Optics, 2009. V. 48. Issue 34. P. H153-H159.