Influence of the discreteness of synthetic and digital holograms on their imaging properties

Abstract

1 Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург, Россия Аннотация Приведены результаты исследования влияния дискретности синтезированных и цифровых голограмм на их изображающие свойства, т.е. на структуру и качество восстанавливаемого с их помощью изображения. Установлены и обоснованы требования, обеспечивающие иден-тичность структур объекта и восстановленного изображения и предъявляемые к соотношени-ям между основными параметрами синтеза или регистрации дискретной голограммы -рабо-чей длиной волны, углом падения опорной волны, минимальным размером элемента, струк-турой объекта и периодом дискретизации голограммы. Рассмотрена возможность смягчения указанных требований, обеспечиваемая либо модификацией структуры голограммы, либо ис-пользованием характерного для дискретных структур эффекта подмены частот.Ключевые слова: голография, синтезированная голограмма, цифровая голограмма, дис-кретность, изображающие свойства, метод представления, бинаризация.Цитирование : ВведениеВ последние годы наблюдается интенсивное раз-витие цифровой и компьютерной техники, что приво-дит к заметному росту интереса исследователей и разработчиков оптоэлектронной аппаратуры к синте-зированным и цифровым голограммам.Под синтезированными обычно понимаются голо-граммы, рассчитанные с помощью компьютера и отображенные на физическом носителе при помощи генераторов изображений. Цифровые голограммы, напротив, регистрируются в когерентном излучении с помощью ПЗС-матриц или каких-либо иных элек-тронных приборов. Однако и те, и другие голограммы принципиально схожи и отличаются от голограмм, записанных традиционным способом, тем, что имеют дискретную структуру.К настоящему времени вопросы синтеза голограмм достаточно хорошо освещены в литературе. Например, в [1-3] описаны методы, позволяющие осуществлять синтез голограмм, пригодных для практического при-менения в задачах фотолитографии, в которых объект, как правило, представляет собой двумерный транспа-рант. Их суть в общем случае состоит в расчёте интен-сивности голографического поля в каждой точке, плос-кости голограммы, осуществляемом при тех или иных параметрах синтеза [4], таких как длина используемой волны, расстояние между объектом и голограммой, размер минимального элемента структуры объекта и т.д.В то же время особенности формирования изоб-ражения дискретными голограммами или, другими словами, их изображающие свойства рассмотрены недостаточно подробно. Между тем понимание этих особенностей является очень важным фактором, по-скольку позволяет в значительной степени оптимизи-ровать процесс синтеза и восстановления голограмм с точки зрения затрачиваемых на его осуществление аппаратных и временных ресурсов. Это и обусловило необходимость выполнения настоящей работы, по-ставленной с целью исследования изображающих свойств дискретных голограмм и выполненной при-менительно к синтезированным голограммам-проекторам, используемым в задачах проекционной голографической фотолитографии.

Influence of noise and sampling rate on the discrete image representation error

“…Достаточно широкой областью обработки изображений является цифровая голография. Применение цифровой голографии открывает широкие возможности для качественного и, более того, точного количественного анализа свойств объекта, таких как смещение точек поверхности при анализе деформаций, определение формы объекта, измерение коэффициента преломления в прозрачных средах, изучение траекторий частиц, микроскопия, радиоголография, помехоустойчивое кодирование и многое другое [3][4][5][6][7][8][9][10][11]. В упомянутых случаях изменение состояния изучаемого объекта приводит к изменению объектной волны и получаемой интерференционной картины, которая записывается цифровым образом.…”

Printed Graysale Security Elements for Product Labeling

“…As the progress of technology is rapid, everyday work is also rapidly proceeding to create more complex security methods. [3] and more [4]. To display such a hologram on a physical medium, special laser image generators [5] are usually used, which today can provide an accurate transmission of only two gradations of the amplitude transmission coefficient.…”