EA018804B1 - Интерферометрическая система с использованием несущей пространственной частоты, способная к формированию изображений в полихроматическом излучении - Google Patents

Интерферометрическая система с использованием несущей пространственной частоты, способная к формированию изображений в полихроматическом излучении Download PDF

Info

Publication number
EA018804B1
EA018804B1 EA201100490A EA201100490A EA018804B1 EA 018804 B1 EA018804 B1 EA 018804B1 EA 201100490 A EA201100490 A EA 201100490A EA 201100490 A EA201100490 A EA 201100490A EA 018804 B1 EA018804 B1 EA 018804B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
imaging
branch
plane
output
image
Prior art date
Application number
EA201100490A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201100490A2 (ru
EA201100490A3 (ru
Inventor
Радим Схмелик
Павел Колман
Томаш Слаби
Мартин Антош
Збинек Достал
Original Assignee
Брно Университи Оф Тесхнологи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Брно Университи Оф Тесхнологи filed Critical Брно Университи Оф Тесхнологи
Publication of EA201100490A2 publication Critical patent/EA201100490A2/ru
Publication of EA201100490A3 publication Critical patent/EA201100490A3/ru
Publication of EA018804B1 publication Critical patent/EA018804B1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/021—Interferometers using holographic techniques
    • G01B9/023—Interferometers using holographic techniques for contour producing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2441—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures using interferometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
    • G01B9/02032—Interferometers characterised by the beam path configuration generating a spatial carrier frequency, e.g. by creating lateral or angular offset between reference and object beam
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02041—Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques
    • G01B9/02047—Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques using digital holographic imaging, e.g. lensless phase imaging without hologram in the reference path
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/0209—Low-coherence interferometers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0443—Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/06—Processes or apparatus for producing holograms using incoherent light
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/0005—Adaptation of holography to specific applications
    • G03H2001/0083—Adaptation of holography to specific applications for restoring distorted objects, e.g. restoring objects through scattering media
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0443—Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means
    • G03H2001/0454—Arrangement for recovering hologram complex amplitude
    • G03H2001/0456—Spatial heterodyne, i.e. filtering a Fourier transform of the off-axis record
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0465—Particular recording light; Beam shape or geometry
    • G03H2001/0467—Gated recording using pulsed or low coherence light source, e.g. light in flight, first arriving light
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2222/00—Light sources or light beam properties
    • G03H2222/20—Coherence of the light source
    • G03H2222/24—Low coherence light normally not allowing valuable record or reconstruction
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00—Optical components
    • G03H2223/23—Diffractive element

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

Интерферометрическая система, в которой с помощью выходного средства формирования изображений посредством проходной системы отражателей отображают на плоскости вывода плоскость изображений средства формирования изображений в объектной ветви. В плоскости изображений средства формирования изображений в опорной ветви расположена дифракционная решетка отражательного типа, которую выходное средство формирования изображений также отображает посредством проходной системы отражателей на плоскости вывода интерферометра, на которой формируют ахроматическую внеосевую голограмму за счет интерференции волн, поступающих как из объектной ветви, так и опорной ветви, и на которой находится детектор. Проходные системы отражателей регулируют таким образом, чтобы оси обеих ветвей совпадали при достижении плоскости вывода и проходили параллельно нормали плоскости вывода, а осевой луч, преломленный дифракционной решеткой отражательного типа под углом α, достигал плоскости вывода под углом β. Система позволяет осуществлять голографическое формирование изображения объекта с помощью волн с низкой когерентностью. Некогерентные волны позволяют формировать изображения объектов, погруженных в рассеивающие среды.

Description

Настоящее изобретение относится к интерферометрической системе с использованием несущей пространственной частоты для создания голографического изображения посредством волн с низкой когерентностью, что позволяет в реальном времени формировать конфокальные изображения в широком диапазоне волн, излучаемых пространственно некогерентным распределенным источником.
Описание известного уровня техники
Одним из общих признаков существующих интерферометрических систем с раздельными объектными и опорными ветвями является расщепитель светового излучения, расщепляющий волновой пучок на два взаимно когерентных луча, которые поступают в объектную и опорную ветви. Существующие системы можно разделить на три основные группы.
В первую группу входят интерферометрические системы, в которых в большинстве случаев используются традиционные интерферометры Маха-Цендера или Майкельсона, у которых на выходе совпадают оси обеих ветвей, в результате чего происходит интерференция волн под нулевым углом. Эта система позволяет использовать полностью некогерентный источник волн, такой как обычная электролампа; преимущество в данном случае состоит в исключении когерентного шума и в улучшенном различении глубины получаемого изображения, т.е. оптических поперечных разрезов образца. Недостатком этой системы является то, что для получения полной информации об объектной волне необходимо регистрировать по меньшей мере 3 изображения с различными фазовыми сдвигами, что приводит к нежелательным последствиям. Во-первых, из-за неустойчивости окружающей среды и вибраций в получаемом изображении усиливается шум, а, во-вторых, эта система не позволяет наблюдать быстро изменяющиеся явления. Ее используют в микроскопах Кгид & Ьаи, объективах Нот и Мтгаи.
Ко второй группе относятся голографические системы. Эти системы представляют собой такие же интерферометры, как и системы из первой группы; отличие в данном случае состоит в том, что оси обеих ветвей на выходе интерферометра пересекаются под таким достаточно большим ненулевым углом, что создаваемая интерференционная структура имеет достаточно высокую пространственную частоту и позволяет восстанавливать объектную волну из одной интерферограммы, т.е. голограммы, которую получают путем простого наклона зеркала или другого элемента со сходными функциями. Такой интерферометр не является ахроматическим, следовательно, в нем невозможно использовать широкий диапазон волн, поскольку волны с различной длиной достигают плоскости вывода под одним углом, а интерференционная структура имеет различные пространственные частоты для каждой отдельной длины волны. Соответственно, в значительной части поля зрения отсутствует желательная интерференционная структура (полосы). Преимуществом этой конфигурации является то, что изображение может быть полностью восстановлено из одной зарегистрированной голограммы. Другая положительная особенность состоит в том, что частота выборки зависит только от детектора, а не настроек голографической системы. Эта система применима для отслеживания динамических процессов. Ее недостатком является необходимость использовать когерентные или частично пространственно некогерентные волны, такие как волны лазера, в результате чего возникает интерференция по всему полю зрения, что имеет следующие отрицательные последствия: присутствие когерентного шума и в значительной степени ограниченная способность наблюдать образцы, погруженные в рассеивающие среды. Поле зрения является в два раза меньшим по сравнению с системами из первой группы, что является следствием голографического метода.
В третью группу входят когерентно-управляемые ахроматические голографические системы. В системах этой группы преодолен недостаток систем второй группы за счет того, что волны различной длины достигают плоскости вывода интерферометра под такими различными углами, что в создаваемой интерференционной структуры для каждой волны имеется одинаковая и достаточно высокая пространственная частота (плотность полос), что позволяет восстанавливать объектную волну из интерферограммы, т.е. голограммы. Это достигается за счет расщепителя светового излучения, в данном случае в форме дифракционной решетки. Волны с дифракцией плюс 1-го порядка поступают в объектную ветвь, а с дифракцией минус 1-го порядка - в опорную ветвь. В результате угловой дисперсии волн на дифракционной решетке волны различной длины выходят из нее под различными углами, и в такой форме поступают в конденсоры. Дифракционная решетка, находящаяся в каждой ветви, отображается с помощью соответствующих средств формирования изображений на плоскости вывода интерферометра, за счет чего обеспечивается сохранение угловой дисперсии волн в обеих ветвях, и это условие соответствует допущению о возможности создания ахроматических интерференционных полос. Этому решению присущи все указанные преимущества систем из первой и второй группы, и в то же время в нем преодолены характерные для каждой из них недостатки. Тем не менее, его недостатком является тот факт, что конденсорная линза и линза объектива, образующие средство формирования изображений в каждой ветви, должны являться двумя идентичными элементами, т.е., в случае, например, микроскопии в проходящем свете для каждого уровня увеличения должны использоваться четыре идентичные линзы. Следствием этого является увеличение стоимости, ограничение пространства между линзой объектива и конденсорной линзой у линз с более сильным увеличением. Поле зрения является таким же, как в системах второй группы. Это решение также используется в полезных моделях ί'Ζ 8547 и ί'Ζ 19150.
- 1 018804
Краткое изложение сущности изобретения
Упомянутые выше недостатки преодолены за счет предложенной в настоящем изобретении интерферометрической системы с использованием несущей пространственной частоты, способной к формированию изображений в широком диапазоне волн. В систему входит некогерентный во времени и пространстве распределенный источник волн, после которого расположен расщепитель волн, который используется для расщепления приходящих волн на две отдельные ветви интерферометра, а именно первую ветвь и вторую ветвь. По оси первой ветви расположено произвольно сконструированное первое средство формирования изображений, а по оси второй ветви расположено второе средство формирования изображений, которое должны быть идентично первому средству формирования изображений в том, что касается как времени распространения волн, так и кратности увеличения. Они могут различаться, например, тем, что первое средство формирования изображений может формировать изображения в проходящих волнах, а второе средство в отраженных волнах.
Интерферометрическая система дополнительно содержит детектор, расположенный в плоскости вывода. Предусмотрено, что разность между временем распространения волн в первой и второй ветвях должна не превышать время когерентности используемых волн. Первая ветвь или вторая ветвь, соответственно, начинаются в точке, в которой расщепляются приходящие волны, и заканчиваются на плоскости вывода интерферометра.
Плоскостью изображений первого средства формирования изображений в первой ветви по отношению к первому средству формирования изображений является изображение плоскости объекта этого средства формирования изображений, а плоскостью изображений второго средства формирования изображений во второй ветви по отношению ко второму средству формирования изображений является изображение плоскости объекта этого средства формирования изображений.
Согласно предложенному в изобретении новому решению после плоскости изображений первого средства формирования изображений в первой ветви и до плоскости вывода интерферометра по оси первой ветви расположено первое выходное средство формирования изображений, а после плоскости изображений второго средства формирования изображений во второй ветви и до плоскости вывода интерферометра по оси второй ветви расположено второе выходное средство формирования изображений.
Плоскостью вывода интерферометра по отношению к первому выходному средству формирования изображений является изображение плоскости изображений первого средства формирования изображений в первой ветви, а плоскостью вывода интерферометра по отношению ко второму выходному средству формирования изображений является изображение плоскости изображений второго средства формирования изображений во второй ветви.
Общая кратность увеличения между плоскостью объекта первого средства формирования изображений в первой ветви и плоскостью вывода интерферометра равна общей кратности увеличения между плоскостью объекта второго средства формирования изображений во второй ветви и плоскостью вывода интерферометра.
По меньшей мере в одной ветви между соответствующим средством формирования изображений заданной ветви и плоскостью вывода интерферометра находится первая проходная система отражателей, расположенных в первой ветви, и вторая проходная система отражателей, расположенных во второй ветви, в результате чего ось первой ветви и ось второй ветви совпадают до достижения плоскости вывода интерферометра и проходят параллельно нормали плоскости вывода интерферометра.
Луч, распространяющийся по оси первой ветви, поступает в первое выходное средство формирования изображений по их оси, выходит из него также по их оси и достигает плоскости вывода интерферометра в направлении ее нормали.
Вблизи плоскости изображений второго средства формирования изображений во второй ветви расположена дифракционная решетка. Луч, распространяющийся по оси второй ветви и преломленный дифракционной решеткой под углом α, поступает во второе выходное средство формирования изображений также под углом α к оси этого выходного средства формирования изображений, выходит из этого средства формирования изображений под углом β к его оси и достигает плоскости вывода интерферометра также под углом β к ее нормали. Между углами β и α существует зависимость δίη(β) = 8ш(а)/ш2, в которой т2 означает кратность увеличения вторых выходных средств формирования изображений.
Согласно аналогичному решению вблизи плоскости изображений первого средства формирования изображений в первой ветви расположена первая дифракционная решетка, а вблизи плоскости изображений второго средства формирования изображений во второй ветви расположена вторая дифракционная решетка.
Лучи, распространяющиеся по соответствующим осям первой и второй ветвей и преломленные первой и второй дифракционными решетками под углами α1 и α2, соответственно, поступают в первое и второе выходное средство формирования изображений также под углами αΐ и α2 к оси первого и второго выходного средства формирования изображений, соответственно, и выходят из соответствующего выходного средств формирования изображений под углом β1 и β2, соответственно, к его оси. Между углами β1, α1 и β2, α2 существует зависимость δίη(β1) = 5ίη(α1)/ιη1. в которой т1 означает кратность
- 2 018804 увеличения первого выходного средства формирования изображений, и κίη( β2) = κίη( а2)/т2, в которой т2 означает кратность увеличения второго выходного средства формирования изображений, соответственно.
Когда используются волны видимой области электромагнитного излучения, все средства формирования изображений, то есть первое и второе средство формирования изображений и первое выходное и второе выходное средство формирования изображений, могут быть образованы произвольными наборами линз, зеркал и других оптических элементов, а все проходные системы отражателей (т.е. первая и вторая проходные системы отражателей) могут быть образованы, например, произвольными наборами зеркал и других отражающих оптических элементов, при этом все они должны отвечать упомянутым выше требованиям к индивидуальному формированию изображений и проходным системам. При использовании волн других типов упомянутым выше требованиям должны отвечать все элементы с функциями, аналогичными функциям элементов из примера с использованием волн видимой области электромагнитного излучения.
В одном из возможных вариантов осуществления обоих упомянутых случаев после первого средства формирования изображений в первой ветви на его оси может быть расположено первое сканирующее устройство, а после второго средства формирования изображений во второй ветви на его оси может быть расположено второе сканирующее устройство, что позволяет смещать изображение в плоскости вывода изображений.
В одном из возможных вариантов осуществления обоих упомянутых случаев первое выходное средство формирования изображений и второе выходное средство формирования изображений могут быть образованы общим выходным средством формирования изображений, расположенным на общей оси первой и второй ветвей между плоскостями изображений средства формирования изображений и плоскостью вывода интерферометра.
В одном из конкретных вариантов осуществления первая ветвь является объектной ветвью, вторая ветвь является опорной ветвью, первое выходное средство формирования изображений и второе выходное средство формирования изображений образованы общим выходным средством формирования изображений, а дифракционная решетка является дифракционной решеткой отражательного типа, расположенной вблизи плоскости изображений второго средства формирования изображений в опорной ветви. На входе второй проходной системы отражателей, относящейся к дифракционной решетке отражательного типа, находится регулируемое полупрозрачное плоское зеркало, расположенное по оси второй проходной системы отражателей, а также по оси второго средства формирования изображений и на пути преломленной волны, поступающей от дифракционной решетки. Кроме того, вторая проходная система отражателей имеет регулируемое пятое плоское зеркало, расположенное на пути волн, отраженных полупрозрачным плоским зеркалом. Отражающая поверхность полупрозрачного плоского зеркала образует прямой угол с отражающей поверхностью пятого плоского зеркала. На входе первой проходной системы отражателей находится первое плоское зеркало, расположенное по оси первой проходной системы отражателей, а также по оси первого средства формирования изображений, и второе плоское зеркало, расположенное на пути волн, отраженных первым плоским зеркалом, при этом его отражающая поверхность перпендикулярна отражающей поверхности первого плоского зеркала и параллельна отражающей поверхности расположенного после него третьего плоского зеркала, отражающая поверхность которого перпендикулярна отражающей поверхности четвертого плоского зеркала, расположенного на пути отраженного луча.
В другом конкретном варианте осуществления первая ветвь является объектной ветвью, вторая ветвь является опорной ветвью. Первая дифракционная решетка является дифракционной решеткой проходного типа, расположенной вблизи плоскости первого средства формирования изображений в объектной ветви, а вторая дифракционная решетка является дифракционной решеткой проходного типа, расположенной вблизи плоскости объекта второго средства формирования изображений в опорной ветви. На входе второй проходной системы отражателей, относящейся ко второй дифракционной решетке, находится регулируемое шестое плоское зеркало, расположенное по оси второй проходной системы отражателей, а также по оси второго средства формирования изображений и на пути преломленных волн, поступающих от второй дифракционной решетки. Кроме того, вторая проходная система отражателей имеет регулируемое пятое плоское зеркало, расположенное на пути волн, отраженных шестым плоским зеркалом. Отражающая поверхность пятого плоского зеркала параллельна отражающей поверхности шестого плоского зеркала. На входе первой проходной системы отражателей, относящейся к первой дифракционной решетке, находится первое плоское зеркало, расположенное по оси первой проходной системы отражателей, а также по оси первого средства формирования изображений и на пути преломленных волн, поступающих от первой дифракционной решетки. Кроме того, первая проходная система отражателей имеет второе плоское зеркало, расположенное на пути волн, отраженных первым плоским зеркалом, при этом его отражающая поверхность перпендикулярна отражающей поверхности первого плоского зеркала и параллельна отражающей поверхности расположенного после него третьего плоского зеркала, отражающая поверхность которого перпендикулярна отражающей поверхности четвертого плоского зеркала, расположенного на пути отраженного луча.
- 3 018804
В одном из вариантов осуществления, в котором реализованы первая и вторая дифракционные решетки, допускаются всевозможные альтернативы, то есть обе дифракционные решетки могут являться дифракционными решетками отражательного типа или дифракционными решетками проходного типа или одна из них является дифракционной решеткой отражательного типа, а другая дифракционной решеткой проходного типа.
Согласно другому варианту осуществления дифракционные решетки расположены в своих соответствующих плоскостях изображений средств формирования изображений или вблизи своих соответствующих плоскостей изображений на расстоянии в пределах ± 500 мм.
Преимущество этого решения состоит в том, что система обеспечивает голографическое формирование изображения объекта посредством волн с низкой когерентностью, таких как белый свет распределенного источника света. Некогерентные волны позволяют формировать изображения объектов, погруженных в рассеивающие среды. Формирование изображений осуществляют в реальном времени. Для восстановления объектной волны в числовой форме, то есть ее интенсивности и фазы, может использоваться одна зарегистрированная в цифровой форме голограмма части наблюдаемого образца. Энергия изображения обеспечивает различение глубины, т.е. отображается только часть образца, расположенная вблизи плоскости объекта средств формирования изображений, по существу, поперечный разрез наблюдаемого образца. Толщина поперечного разреза зависит от степени когерентности используемых волн, и в случае светолучевой микроскопии она может быть меньше, чем оптический поперечный разрез, полученный с помощью конфокального микроскопа. Фазовое изображение соответствует вызванной наблюдаемым образцом разности между временами распространения по объектной и опорной ветвям, эта разность является количественной и может использоваться для измерения глубины отражающих образцов с точностью порядка тысячных долей длины волны или, например, в случае формирования изображений методом микроскопии в проходящем свете может использоваться для взвешивания клеток или анализа перемещения внутриклеточной массы.
Таким образом, по меньшей мере, некоторые из систем, относящиеся к упомянутым группам, имеют следующие общие признаки. Эти признаки включают некогерентный во времени и пространстве распределенный источник волн, который, например, в оптической микроскопии содержит обычную электролампу, собирающую линзу, шлифованное стекло, апертурную диафрагму переменного размера (ирисовую диафрагму или набор съемных диафрагм различных диаметров), сменные полосовые фильтры, сменные нейтральные светофильтры для регулирования интенсивности светового излучения и ограничивающий ИК-светофильтр, который блокирует длинноволновое световое излучение. Другие общие признаки включают расщепитель волн, который расщепляет приходящие волны на объектную и опорную ветви, а также средства формирования изображений в таких ветвях, выходные средства формирования изображений, относящиеся к каждой ветви, или общее выходное средство формирования изображений и детектор.
Настоящему изобретению присущи все преимущества, перечисленные при описании третьей группы известных из уровня техники систем, т.е. когерентно-управляемых ахроматических голографических систем, и при этом в нем преодолены все упомянутые их недостатки. Поле зрения остается таким же, как в системах второй группы.
Согласно одному из предпочтительных вариантов предложенная интерферометрическая система с использованием несущей пространственной частоты, способная к формированию изображения в полихроматическом излучении, содержит распределенный во времени и пространстве некогерентный источник (1) излучения, после которого расположен расщепитель (2) излучения, расщепляющий приходящее излучение на первую и вторую ветви интерферометра, детектор, расположенный в плоскости (7) вывода интерферометра, при этом на оси первой ветви расположено первое средство (3.1) формирования изображения, а на оси второй ветви расположено второе средство (3.2) формирования изображения, которое идентично первому средству (3.1) формирования изображения в том, что касается как времени распространения излучения, так и кратности увеличения, плоскость (3.3) изображения первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви является по отношению к первому средству (3.1) формирования изображения изображением первой плоскости (2.1) объекта средства (3.1) формирования изображения, и одновременно плоскость (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви является по отношению ко второму средству (3.2) формирования изображения изображением второй плоскости (2.2) объекта средства (3.2) формирования изображения, разность времени распространения излучения от точки расщепления лучей в расщепителе (2) излучения до плоскости (7) вывода интерферометра, в первой и второй ветви является меньшей, чем время когерентности используемого излучения, при этом после плоскости (3.3) изображения первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви и до плоскости (7) вывода интерферометра расположено первое выходное средство (4.1) формирования изображения, а после плоскости (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви и до плоскости (7) вывода интерферометра расположено второе выходное средство (4.2) формирования изображения, при этом в первой и/или второй ветви между соответствующим средством (3.1, 3.2) формирования изображения данной ветви и плоскостью (7) вывода интерферометра расположена соответствующая проходная система (6.1, 6.2) отражателей таким образом,
- 4 018804 что оси первой и второй ветви совпадают до достижения плоскости (7) вывода интерферометра и проходят параллельно нормали к плоскости (7) вывода интерферометра, плоскость (7) вывода интерферометра является по отношению к первому выходному средству (4.1) формирования изображения изображением плоскости (3.3) изображения первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви, а по отношению ко второму выходному средству (4.2) формирования изображения является изображением плоскости (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви, общая кратность увеличения между первой плоскостью (2.1) объекта первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви и плоскостью (7) вывода интерферометра равна общей кратности увеличения между второй плоскостью (2.2) объекта второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви и плоскостью (7) вывода интерферометра, при этом излучение, следующее по оси первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви, поступает в первое выходное средство (4.1) формирования изображения по его оси и выходит из него также по его оси и достигает плоскости (7) вывода интерферометра в направлении ее нормали, вблизи плоскости (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви расположена дифракционная решетка (5), излучение, следующее по оси второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви и дифрагированное дифракционной решеткой (5) под углом (α), поступает во второе выходное средство (4.2) формирования изображения также под углом (α) по отношению к оси этого второго выходного средства (4.2) формирования изображения, выходит из этого второго выходного средства (4.2) формирования изображения под углом (β) по отношению к его оси и достигает плоскости (7) вывода интерферометра по отношению к ее нормали также под углом (β), при этом между углами (β) и (α) существует зависимость δίη(β) = 8ш(а)/ш, где т - кратность увеличения второго выходного средства (4.2) формирования изображения.
Согласно другому предпочтительному варианту интерферометрическая система с использованием несущей пространственной частоты, способная к формированию изображения в полихроматическом излучении, содержит: распределенный во времени и пространстве некогерентный источник (1) излучения, после которого расположен расщепитель (2) излучения, расщепляющий приходящее излучение на первую и вторую ветви интерферометра, детектор, расположенный в плоскости (7) вывода интерферометра, при этом на оси первой ветви расположено первое средство (3.1) формирования изображения, а на оси второй ветви расположено второе средство (3.2) формирования изображения, которое идентично первому средству (3.1) формирования изображения в том, что касается как времени распространения излучения, так и кратности увеличения, плоскость (3.3) изображения первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви является по отношению к первому средству (3.1) формирования изображения изображением первой плоскости (2.1) объекта средства (3.1) формирования изображения, и одновременно плоскость (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви является по отношению ко второму средству (3.2) формирования изображения изображением второй плоскости (2.2) объекта средства (3.2) формирования изображения, разность времени распространения излучения от точки расщепления лучей в расщепителе (2) излучения до плоскости (7) вывода интерферометра, в первой и второй ветви является меньшей, чем время когерентности используемого излучения, при этом после плоскости (3.3) изображения первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви и до плоскости (7) вывода интерферометра расположено первое выходное средство (4.1) формирования изображения, а после плоскости (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви и до плоскости (7) вывода интерферометра расположено второе выходное средство (4.2) формирования изображения, при этом в первой и/или второй ветви между соответствующим средством (3.1, 3.2) формирования изображения данной ветви и плоскостью (7) вывода интерферометра расположена соответствующая проходная система (6.1, 6.2) отражателей таким образом, что оси первой и второй ветвей совпадают до достижения плоскости (7) вывода интерферометра и проходят параллельно нормали к плоскости (7) вывода интерферометра, плоскость (7) вывода интерферометра является по отношению к первому выходному средству (4.1) формирования изображения изображением плоскости (3.3) изображения первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви, а по отношению ко второму выходному средству (4.2) формирования изображения является изображением плоскости (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви, общая кратность увеличения между первой плоскостью (2.1) объекта первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви и плоскостью (7) вывода интерферометра равна общей кратности увеличения между второй плоскостью (2.2) объекта второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви и плоскостью (7) вывода интерферометра, вблизи плоскости (3.3) изображения первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви расположена первая дифракционная решетка (5.1), излучение, следующее по оси первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви и дифрагированное первой дифракционной решеткой (5.1) под углом (αΐ), поступает в первое выходное средство (4.1) формирования изображения также под углом (αΐ) по отношению к оси этого первого выходного средства (4.1) формирования изображения и выходит из этого первого выходного средства (4.1) формирования изображения по отношению к его оси под углом (β1) и достигает плоскости (7) вывода интерферометра по отношению к ее нормали также под углом ( β1), при этом между углами (β1) и (αΐ) существует зависимость §ίη( βΐ) = 5ίη(αΐ)/ιη1.
- 5 018804 где т1 - кратность увеличения первого выходного средства (4.1) формирования изображения, вблизи плоскости (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви расположена вторая дифракционная решетка (5.2), излучение, следующее по оси второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви и преломленный второй дифракционной решеткой (5.2) под углом (α2) поступает во второе выходное средство (4.2) формирования изображения также под углом (α2) по отношению к оси этого второго выходного средства (4.2) формирования изображения, выходит из этого второго выходного средства (4.2) формирования изображения по отношению к его оси под углом ( β2) и достигает плоскости (7) вывода интерферометра по отношению к ее нормали также под углом (β2), при этом между углами (β2) и (α2) существует зависимость §ίη(Ρ2) = 8ш(а2)/т2, где т2 - кратность увеличения второго выходного средства (4.2) формирования изображения.
В этом случае первой ветвью предпочтительно является объектная ветвь, второй ветвью является опорная ветвь, дифракционной решеткой (5) является дифракционная решетка отражательного типа, расположенная вблизи плоскости (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения в опорной ветви, вторая проходная система (6.2) отражателей во второй ветви образована на ее входе посредством регулируемого полупрозрачного плоского зеркала (Ζ6), расположенного по оси второй проходной системы (6.2) отражателей, по оси второго средства (3.2) формирования изображения и на пути преломленного излучения, поступающего от дифракционной решетки (5), и посредством регулируемого пятого плоского зеркала (Ζ5), расположенного на пути излучения, отраженного полупрозрачным плоским зеркалом (Ζ6), при этом отражающая поверхность полупрозрачного плоского зеркала (Ζ6) образует прямой угол с отражающей поверхностью пятого плоского зеркала (Ζ5), первая проходная система (6.1) отражателей образована на ее входе посредством первого плоского зеркала (Ζ1), расположенного по оси первой проходной системы (6.1) отражателей, по оси первого средства (3.1) формирования изображения, и посредством второго плоского зеркала (Ζ2), расположенного на пути излучения, отраженного первым плоским зеркалом (Ζ1) таким образом, что его отражающая поверхность перпендикулярна отражающей поверхности первого плоского зеркала (Ζ1) и параллельна отражающей поверхности расположенного после этого второго плоского зеркала (Ζ2) третьего плоского зеркала (Ζ3), имеющего отражающую поверхность, перпендикулярную отражающей поверхности четвертого плоского зеркала (Ζ4), расположенного на пути излучения, отраженного от третьего плоского зеркала (Ζ3).
Как вариант первой ветвью является объектная ветвь, второй ветвью является опорная ветвь, первой дифракционной решеткой (5.1) является дифракционная решетка проходного типа, расположенная вблизи плоскости (3.3) изображения первого средства (3.1) формирования изображения в объектной ветви, а второй дифракционной решеткой (5.2) является дифракционная решетка проходного типа, расположенная вблизи плоскости объекта второго средства (3.2) формирования изображения в опорной ветви, вторая проходная система (6.2) отражателей образована на ее входе посредством регулируемого шестого плоского зеркала (Ζ7), расположенного по оси второй проходной системы (6.2) отражателей, по оси второго средства (3.2) формирования изображения и на пути преломленного излучения, поступающего от второй дифракционной решетки (5.2), и посредством регулируемого пятого плоского зеркала (Ζ5), расположенного на пути излучения, отраженного шестым плоским зеркалом (Ζ7), поверхность пятого плоского зеркала (Ζ5) параллельна отражающей поверхности шестого плоского зеркала (Ζ7), первая проходная система (6.1) отражателей образована на ее входе первым плоским зеркалом (Ζ1), расположенным по оси первой проходной системы (6.1) отражателей, по оси первого средства (3.1) формирования изображения и на пути преломленного излучения, поступающего от первой дифракционной решетки (5.1), и посредством второго плоского зеркала (Ζ2), расположенного на пути излучения, отраженного первым плоским зеркалом (Ζ1) таким образом, что его отражающая поверхность перпендикулярна отражающей поверхности первого плоского зеркала (Ζ1) и параллельна отражающей поверхности расположенного после него третьего плоского зеркала (Ζ3), отражающая поверхность которого перпендикулярна отражающей поверхности четвертого плоского зеркала (Ζ4), расположенного на пути отраженного излучения от третьего плоского зеркала (Ζ3).
Первой дифракционной решеткой (5.1) является дифракционная решетка отражательного типа или дифракционная решетка проходного типа, а второй дифракционной решеткой (5.2) является дифракционная решетка отражательного типа или дифракционная решетка проходного типа. При этом дифракционная решетка (5, 5.1, 5.2) расположена в соответствующей ей плоскости (3.3, 3.4) изображения, либо дифракционная решетка (5, 5.1, 5.2) расположена вблизи соответствующей ей плоскости (3.3, 3.4) изображений на расстоянии в пределах ± 500 мм.
Первое выходное средство (4.1) формирования изображения и второе выходное средство (4.2) формирования изображения представляют собой общее выходное средство (4) формирования изображения, расположенное на общей оси первой и второй ветви между плоскостями (3.3, 3.4) изображения средств (3.1, 3.2) формирования изображения и плоскостью (7) вывода интерферометра.
После первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви по оси первой ветви расположено первое сканирующее устройство (8.1), а после второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви по оси второй ветви расположено второе сканирующее устройство (8.2).
- 6 018804
Краткое описание чертежей
На прилагаемых чертежах представлены некоторые из возможных вариантов осуществления.
На фиг. 1 показана схема интерферометрической системы с дифракционной решеткой отражательного типа, расположенной в опорной ветви, и одним общим выходным средством формирования изображений;
на фиг. 2 - схема интерферометрической системы с двумя различными дифракционными решетками проходного типа, одна из которых расположена в объектной ветви, а другая в опорной ветви, при этом каждая ветвь имеет собственное выходное средство формирования изображений, на фиг. 3 - интерферометрическая система с двумя взаимно отделенными выходными средства формирования изображений.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
На фиг. 1 показан один из предпочтительных вариантов осуществления интерферометрической системы согласно изобретению. Этой системой является интерферометрическая система с использованием несущей пространственной частоты для создания голографического изображения посредством низкокогерентного светового излучения, что позволяет в реальном времени осуществлять конфокальное формирование изображений в белом свете пространственно некогерентного распределенного источника. В этом случае система имеет первую проходную систему 6.1 и вторую проходную систему 6.2 отражателей, которые реализованы в форме наборов зеркал. На входе этой интерферометрической системы находится некогерентный во времени и пространстве распределенный источник 1 света, после которого расположен расщепитель 2 излучения, которым в данном случае является стандартный элемент, такой как расщепляющий куб. Расщепитель 2 излучения расщепляет падающий свет на объектную ветвь и опорную ветвь. В объектной ветви расположено произвольно спроектированное первое средство 3.1 формирования изображений. В опорной ветви расположено второе средство 3.2 формирования изображений, идентичное первому средству 3.1 формирования изображений в рассматриваемом примере. В выходной части интерферометрической системы дополнительно находится выходное средство 4 формирования изображений. В плоскости 7 вывода интерферометра расположен детектор. Разность оптических путей обеих ветвей, измеренная от точки расщепления светового пучка в расщепителе 2 излучения до плоскости 7 вывода интерферометра, должна быть меньше длины когерентности используемого света. В рассматриваемом примере вблизи плоскости 3.4 изображений второго средства 3.2 формирования изображений в опорной ветви расположена дифракционная решетка 5. Между дифракционной плоскостью дифракционной решетки 5 и выходным средством 4 формирования изображений помещается вторая проходная система 6.2 отражателей, которая может быть реализована множеством способов. Важно, чтобы она регулировалась таким образом, чтобы световой луч, следующий по оси опорной ветви и преломленный дифракционной решеткой 5 под углом α, поступал в выходное средство 4 формирования изображений также под углом α к оптической оси этого выходного средства 4 формирования изображений, выходил из выходного средства 4 формирования изображений под углом β к его оптической оси и затем достигал плоскости 7 вывода интерферометра также под углом β к ее нормали. Между углами β и α существует зависимость δίη(β) = зш(а)/т, в которой т означает кратность увеличения выходного средства 4 формирования изображений.
В рассматриваемом примере в объектной ветви на выходе первого средства 3.1 формирования изображений помещается первая проходная система 6.1 отражателей, которая и в этом случае может быть сконструирована множеством способов, но должна регулироваться таким образом, чтобы световой луч, следующий по оси первого средства 3.1 формирования изображений, проходил через первую проходную систему 6.1 отражателей и через выходное средство 4 формирования изображений до плоскости 7 вывода интерферометра в направлении ее нормали. Плоскость 3.3 изображений первого средства 3.1 формирования изображений в объектной ветви и плоскость 7 вывода интерферометра, а также плоскость 3.4 изображений второго средства 3.2 формирования изображений в опорной ветви и плоскость 7 вывода интерферометра должны быть оптически сопряжены по отношению к выходному средству 4 формирования изображений.
Интерферометрическая система согласно рассматриваемому примеру может содержать два взаимно отделенных выходных средства 4.1 и 4.2 формирования изображений, показанных на фиг. 3, а не одно выходное средство 4 формирования изображений. Для сохранения ясной и простой ориентации другие элементы расположены идентично предыдущему примеру, но они также могут располагаться иначе.
Плоскостью 7 вывода интерферометра является по отношению к первому выходному средству 4.1 формирования изображений изображение плоскости 3.3 изображений первого средства 3.1 формирования изображений в объектной ветви, а по отношению ко второму выходному средству 4.2 формирования изображений ей является изображение плоскости 3.4 изображений второго средства 3.2 формирования изображений в опорной ветви.
Волновой пучок, следующий по оси первого средства 3.1 формирования изображений в объектной ветви, поступает в первое выходное средство 4.1 формирования изображений по его оси, выходит из него также по его оси и достигает плоскости 7 вывода интерферометра в направлении ее нормали.
- 7 018804
Вблизи плоскости 3.4 изображений второго средства 3.2 формирования изображений в опорной ветви расположена дифракционная решетка 5, при этом волновой пучок, следующий по оси второго средства 3.2 формирования изображений в опорной ветви и преломленный дифракционной решеткой 5 под углом α, поступает во второе выходное средство 4.2 формирования изображений также под углом α к оси этого второго выходного средства 4.2 формирования изображений, выходит из второго выходного средства 4.2 формирования изображений под углом β к его оси и достигает плоскости 7 вывода интерферометра также под углом β к ее нормали, при этом между углами β и α существует зависимость κίη(β) = К1и(а)/т, в которой т означает кратность увеличения второго выходного средства 4.2 формирования изображений.
В качестве одного из аналогов рассмотренного предпочтительного варианта осуществления на фиг. 2 проиллюстрирован случай, в котором дифракционные решетки расположены в обеих ветвях, то есть как в опорной ветви, так и объектной ветви. Таким образом, согласно этому расположению вблизи плоскости 3.3 изображений первого средства 3.1 формирования изображений в объектной ветви находится первая дифракционная решетка 5.1, а вблизи плоскости 3.4 изображений второго средства 3.2 формирования изображений в опорной ветви находится вторая дифракционная решетка 5.2. И в этом случае между дифракционной плоскостью первой дифракционной решетки 5.1 и выходным средством 4 формирования изображений помещается первая проходная система 6.1 отражателей, между дифракционной плоскостью второй дифракционной решетки 5.2 и выходным средством 4 формирования изображений помещается вторая проходная система 6.2 отражателей, а между углами α1, β1 и α2, β2 существуют такие же зависимости, как и в предыдущем примере. И в этом случае плоскость 3.3 изображений первого средства 3.1 формирования изображений в объектной ветви и плоскость 7 вывода интерферометра, а также плоскость 3.4 изображений второго средства 3.2 формирования изображений в опорной ветви и плоскость 7 вывода интерферометра должны быть оптически сопряжены по отношению к выходному средству 4 формирования изображений.
В обоих описанных предпочтительных вариантах осуществления после первого средства 3.1 формирования изображений в объектной ветви на его оси расположено первое сканирующее устройство 8.1, а после второго средства 3.2 формирования изображений в опорной ветви на его оси расположено второе сканирующее устройство 8.2, хотя их наличие не является абсолютно необходимым.
Дифракционной решеткой 5 может являться решетка отражательного или проходного типа. На фиг. 1 проиллюстрирован один из возможных вариантов осуществления, в котором дифракционной решеткой 5 является дифракционная решетка отражательного типа. В данном случае эта дифракционная решетка отражательного типа расположена в опорной ветви, и, следовательно, к ней относится вторая проходная система 6.2 отражателей. На входе второй проходной системы 6.2 отражателей находится регулируемое полупрозрачное плоское зеркало Ζ6, расположенное по оси второй проходной системы 6.2 отражателей, а также по оси второго средства 3.2 формирования изображений и на пути преломленных волн, поступающих от дифракционной решетки 5. Кроме того, вторая проходная система 6.2 имеет регулируемое пятое плоское зеркало Ζ5, расположенное на пути волн, отраженных полупрозрачным плоским зеркалом Ζ6. Отражающая поверхность полупрозрачного плоского зеркала Ζ6 образует прямой угол с отражающей поверхностью пятого плоского зеркала Ζ5. На входе первой проходной системы 6.1 отражателей находится первое плоское зеркало Ζ1, расположенное по оси первой проходной системы 6.1 отражателей, а также по оси первого средства 3.1 формирования изображений, и дополнительно второе плоское зеркало Ζ2, находящееся на пути волн, отраженных первым плоским зеркалом Ζ1, таким образом, что его отражающая поверхность перпендикулярна отражающей поверхности первого плоского зеркала Ζ1 и параллельна отражающей поверхности расположенного после него третьего плоского зеркала Ζ3, отражающая поверхность которого перпендикулярна отражающей поверхности четвертого плоского зеркала Ζ4, расположенного на пути отраженного луча. Набор зеркал Ζ1 и Ζ2 в первой проходной системе 6.1 отражателей является регулируемым в направлении оси первого средства 3.1 формирования изображений в объектной ветви, что позволяет устанавливать одинаковую оптическую длину ветвей интерферометра.
На фиг. 2 показан другой возможный вариант осуществления, в котором дифракционные решетки расположены в обеих ветвях, то есть как в опорной ветви, таки и объектной ветви. В этом случае обе дифракционные решетки 5.1 и 5.2 являются дифракционными решетками проходного типа. К первой и второй дифракционным решеткам 5.1 и 5.2, расположенным в объектной и опорной ветвях, соответственно, относятся первая и вторая проходные системы 6.1 и 6.2 отражателей. На входе первой проходной системы 6.1 отражателей находится первое плоское зеркало Ζ1, расположенное по оси первой проходной системы 6.1 отражателей, а также на пути первого средства 3.1 формирования изображений и на пути преломленных волн, поступающих от первой дифракционной решетки 5.1. Кроме того, первая проходная системы 6.1 отражателей имеет второе плоское зеркало Ζ2, расположенное на пути волн, поступающих от первой дифракционной решетки 5.1 и отраженных первым плоским зеркалом Ζ1 таким образом, что его отражающая поверхность перпендикулярна отражающей поверхности первого плоского зеркала Ζ1 и параллельна отражающей поверхности расположенного после него третьего плоского зеркала Ζ3, отра
- 8 018804 жающая поверхность которого перпендикулярна отражающей поверхности четвертого плоского зеркала Ζ4, расположенного на пути отраженного луча. На входе второй проходной системы 6.2 отражателей находится регулируемое шестое плоское зеркало Ζ7, расположенное по оси второй проходной системы 6.2 отражателей, а также по оси второго средства 3.2 формирования изображений и на пути преломленных волн, поступающих от второй дифракционной решетки 5.2. Кроме того, вторая проходная система 6.2 отражателей имеет регулируемое пятое плоское зеркало Ζ5, расположенное на пути волн, отраженных шестым плоским зеркалом Ζ7. Отражающая поверхность шестого плоского зеркала Ζ7 параллельна отражающей поверхности пятого плоского зеркала Ζ5.
В обоих описанных вариантах осуществления набор из первого плоского зеркала Ζ1 и второго плоского зеркала Ζ2 в первой проходной системе 6.1 отражателей является регулируемым в направлении оси первого средства 3.1 формирования изображений в объектной ветви, что позволяет устанавливать одинаковую оптическую длину ветвей интерферометра.
В другом возможном варианте осуществления, когда используются две дифракционные решетки, обе решетки являются решетками отражательного типа или обе решетки являются решетками проходного типа или одна решетка является дифракционной решеткой отражательного типа, а другая - дифракционной решеткой проходного типа.
Проходные системы отражателей могут быть технически реализованы множеством способов, а не только теми, которые описаны выше.
Дифракционные решетки могут располагаться непосредственно в соответствующих им плоскостях изображений или вблизи них на расстоянии в пределах ± 500 мм от плоскостей изображений.
В интерферометрической системе используются принципы некогерентной изобразительной голографии. Используется двухлучевой дифракционный интерферометр с раздельными объектной и опорной ветвями, оси которых совпадают в плоскости 7 вывода интерферометра, при этом они проходят параллельно нормали плоскости 7 вывода и, следовательно, сходятся под нулевым углом, в результате чего при реализации дифракционной решетки 5 или первой дифракционной решетки 5.1 и второй дифракционной решетки 5.2 образуется ахроматическая интерференционная структура с достаточно высокой пространственной частотой в плоскости 7 вывода, то есть с такой плотностью полос, которая обеспечивает восстановление объектной волны во всем поле зрения однократно зарегистрированной интерферограммы или голограммы. Тем самым значительно ограничивается присутствие шума, генерированного неустойчивой окружающей средой или вибрациями.
Г олограмму регистрируют в цифровой форме, и восстанавливают объектную волну, ее амплитуду и фазу в числовой форме с использованием алгоритмов быстрого преобразования Фурье. Информация, касающаяся амплитуды и фазы, подразумевает информацию, касающуюся объектной волной во всем пространстве. Соответственно, для фактического восстановления наблюдаемого изображения в плоскостях, отличающихся от плоскости изображений, достаточно одной голограммы, то есть она позволяет в числовой форме повторно фокусировать и, следовательно, восстанавливать до определенной степени пространственное распределение сканированного трехмерного объекта. Диапазон, в котором возможна такая повторная фокусировка в числовой форме, задан степенью когерентности используемых волн. При более высокой степени когерентности повторная фокусировка может осуществляться в более широком в осевом направлении диапазоне. При менее высокой степени когерентности такой диапазон сужается, но за счет значительно ослабленного влияния многократно рассеянных волн на изображение образца можно наблюдать объекты, погруженные в сильно рассеивающие среды, что справедливо как в отношении яркости, так и фазы изображения, и этот факт является экспериментально подтвержденным.
Поскольку квадрат модуля комплексного значения амплитуды, полученный путем восстановления голограммы, то есть энергии изображения, обеспечивает различение глубины, он представляет поперечный разрез наблюдаемого образца. Толщина поперечного разреза зависит от степени когерентности используемых волн, и в случае светолучевой микроскопии она может быть меньше, чем оптический поперечный разрез, полученный с помощью конфокального микроскопа. Фазовое изображение соответствует вызванной наблюдаемым образцом разности между временами распространения по объектной и опорной ветвям, эта разность является количественной и может использоваться для измерения глубины отражающих образцов с точностью порядка тысячных долей длины волны или, например, в случае формирования изображений методом микроскопии в проходящем свете может использоваться для взвешивания клеток или анализа перемещения внутриклеточной массы.
Частота кадров не ограничена какой-либо частью интерферометрической системы. Она ограничена исключительно скоростью регистрирующего устройства, которым обычно является цифровая камера и компьютер.
Что касается однократной регистрации голографического изображения одновременно во множестве цветов, в некоторых случаях в образце можно преодолеть деструктивную интерференцию света на определенной длине волны и тем самым сохранить фазовые данные такой наблюдаемой точки.
Представленные на фиг. 1 в качестве примера варианты осуществления действуют следующим образом.
Некогерентный во времени и пространстве распределенный источник 1 волн с регулируемой степе
- 9 018804 нью как временной, так и пространственной когерентности, который в оптической микроскопии, например, может содержать обычную электролампу, собирающую линзу, шлифованное стекло, апертурную диафрагму переменного размера (ирисовую диафрагму или набор съемных диафрагм различных диаметров), сменные полосовые фильтры, сменные нейтральные светофильтры для регулирования интенсивности светового излучения и ограничивающий ИК-светофильтр, который блокирует длинноволновое световое излучение, испускает волны, достигающие расщепителя 2 волн, которые расщепляет приходящие волны на два взаимно когерентных луча, поступающих в две ветви интерферометра, чаще всего объектную ветвь и опорную ветвь. С целью обеспечения возможности использования полностью некогерентных волн обе ветви интерферометра сконструированы одинаково. Соответственно, как в объектной ветви, так и опорной ветви расположены одинаковые средства формирования изображений, в частности, первое средство 3.1 формирования изображений и второе средство 3.2 формирования изображений, которые, тем не менее, могут быть произвольными, например, позволяющими формировать изображения в проходящем свете или отраженном свете и формировать изображения методами микроскопии или макроскопии.
Волны, поступающие из расщепителя 2 волн в объектную ветвь, достигают наблюдаемого объекта, расположенного в первой плоскости 2.1 объекта первого средства 3.1 формирования изображений в объектной ветви, и проходят через первое средство 3.1 формирования изображений, первое сканирующее устройство 8.1 и первую проходную систему 6.1 отражателей таким образом, что первое плоское зеркало Ζ1 отражает их на плоскость 3.3 изображений первого средства 3.1 формирования изображений в объектной ветви, на которой формируется изображение объекта, помещенного в первую плоскость 2.1 объекта. Затем волны достигают второго плоского зеркала Ζ2, которое также отражает их, достигают третьего плоского зеркала Ζ3, которое дополнительно отражает их, и достигают четвертого плоского зеркала Ζ4, от которого они отражаются и поступают в выходное средство 4 формирования изображений, проходят через него и достигают плоскости 7 вывода интерферометра, на которой формируется второе изображение объекта, помещенного в первую плоскость 2.1 объекта.
Волны, поступающие из расщепителя 2 волн в опорную ветвь, достигают опорного объекта, расположенного во второй плоскости объекта 2.2 второго средства 3.2 формирования изображений в опорной ветви, и проходят через второе средство 3.2 формирования изображений, второе сканирующее устройство 8.2 и вторую проходную система 6.2 отражателей таким образом, что они проходят через полупрозрачное плоское зеркало Ζ6 и достигают дифракционной плоскости дифракционной решетки отражательного типа 5, расположенной плоскости 3.4 изображений второго средства 3.2 формирования изображений, на которой формируется изображение опорного объекта, помещенного во вторую плоскость объекта 2.2. Волновой пучок, следующий по оси опорной ветви и преломленный дифракционной решеткой 5 под углом α, снова достигает полупрозрачного плоского зеркала Ζ6, от которого он отражается и достигает пятого плоского зеркала Ζ5, от которого он отражается и поступает в выходное средство 4 формирования изображений также под углом α к оси этого выходного средства 4 формирования изображений, проходит через него и выходит из этого выходного средства 4 формирования изображений под углом β к его оси и достигает плоскости 7 вывода интерферометра также под углом β к нормали упомянутой плоскости 7, на которой формируется второе изображение опорного объекта, помещенного во вторую плоскость объекта 2.2. Между углами β и α существует зависимость δίη(β) = 5ίη(α)/ιη. в которой т означает кратность увеличения выходного средства 4 формирования изображений.
Волны, поступающие из объектной ветви и опорной ветви, интерферируют в плоскости 7 вывода интерферометра, в результате чего формируется интерференционная структура полос с пространственной частотой, равной пространственной частоте дифракционной решетки 5, деленной на кратность увеличения выходного средства 4 формирования изображений.
В случае использования широкополосного источника волн возникает зависимость угла дифракции от длины волны, так называемая угловая дисперсия вследствие присутствия дифракционной решетки 5. Угол α и, следовательно, также угол β различаются для волн различной длины. За счет использования надлежащей пространственной частоты, надлежащего положения дифракционной решетки 5 и приемлемого надлежащего наклона зеркал как в первой проходной системе 6.1, так и во второй проходной системе 6.2 отражателей могут быть получены волны различной длины, достигающие плоскости 7 вывода под различными углами, в результате чего сформированная интерференционная структура имеет одинаковую и достаточно высокую пространственную частоту для каждой длины волны, то есть такую плотность полос, которая позволяет во всем поле зрения восстанавливать объектную волну из интерферограммы, т.е. голограммы.
В плоскости 7 вывода интерферометра расположен детектор, которым обычно является цифровая камера, подключенная к компьютеру. Кратность увеличения т выходного средства 4 формирования изображений такова, что приданный детектор способен осуществлять достаточную выборку интерференционной структуры, присутствующей в плоскости 7 вывода интерферометра, по отношению к максимальной пространственной частоте в голограмме на плоскости 7 вывода интерферометра.
Набор из первого плоского зеркала Ζ1 и второго плоского зеркала Ζ2 в первой проходной системе
- 10 018804
6.1 отражателей является регулируемым в направлении оси первого средства 3.1 формирования изображений в объектной ветви, что позволяет устанавливать одинаковое время распространения волн по обеим ветвям интерферометра.
Первое сканирующее устройство 8.1 и второе сканирующее устройство 8.2 обеспечивают совпадение осей объектной ветви и опорной ветви в плоскости 7 вывода интерферометра. Они также используются для измерения функции взаимной когерентности, в особенности, в случае наблюдения через рассеивающие среды, когда это возможно путем наклона пучка лучей, поступающих на плоскость 7 вывода интерферометра из объектной ветви, чтобы получать не содержащее смещение изображение наблюдаемого объекта, сформированное с участием небаллистического света, рассеянного в точке наблюдения под углом, превышающим апертурный угол линзы объектива. Наблюдаемый объект и опорный объект также могут быть помещены на любую применимую плоскость в соответствующей ветви, которая с помощью соответствующего средства формирования изображений или его части сопряжена с соответствующими плоскостями 2.1 и 2.2 объекта. Интерферометрическая система также аналогичным образом действует в других описанных предпочтительных вариантах осуществления.
Система позволяет осуществлять голографическое формирование изображения объекта с помощью волн с низкой когерентностью, например, белого света распределенного источника света. Некогерентные волны позволяют формировать изображения объектов, погруженных в рассеивающие среды. Формирование изображений осуществляют в реальном времени. Может использоваться одна зарегистрированная в цифровой форме голограмма части наблюдаемого объекта для восстановления в числовой форме объектной волны, т.е. ее интенсивности и фазы. Энергия изображения обеспечивает различение глубины, т.е. отображается поперечный разрез наблюдаемого образца. Толщина поперечного разреза зависит от степени когерентности используемых волн, и в случае светолучевой микроскопии она может быть меньше, чем оптический поперечный разрез, полученный с помощью конфокального микроскопа. Фазовое изображение соответствует вызванной наблюдаемым образцом разности между временами распространения по объектной и опорной ветвям, эта разность является количественной и может использоваться для измерения глубины отражающих образцов с точностью порядка тысячных долей длины волны или, например, при формировании изображений методом микроскопии в проходящем свете может использоваться для взвешивания клеток или анализа перемещения внутриклеточной массы. Данная интерферометрическая система может использоваться, например, в сочетании с обычными средствами формирования изображений методом микроскопии, которые формируют изображения как в отраженном, так и проходящем свете, а также может использоваться для регистрации голограмм методами макроскопии, применима для наблюдения ίη νίίτο живых клеток, возможно, погруженных в суспензию, и их реакций на внешние раздражители, или для измерения поверхностей отражающих образцов, покрытых рассеивающими средами.

Claims (9)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Интерферометрическая система с использованием несущей пространственной частоты, способная к формированию изображения в полихроматическом излучении, содержащая распределенный во времени и пространстве некогерентный источник (1) излучения, после которого расположен расщепитель (2) излучения, расщепляющий приходящее излучение на первую и вторую ветви интерферометра, детектор, расположенный в плоскости (7) вывода интерферометра, при этом на оси первой ветви расположено первое средство (3.1) формирования изображения, а на оси второй ветви расположено второе средство (3.2) формирования изображения, которое идентично первому средству (3.1) формирования изображения в том, что касается как времени распространения излучения, так и кратности увеличения, плоскость (3.3) изображения первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви является по отношению к первому средству (3.1) формирования изображения изображением первой плоскости (2.1) объекта средства (3.1) формирования изображения, и одновременно плоскость (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви является по отношению ко второму средству (3.2) формирования изображения изображением второй плоскости (2.2) объекта средства (3.2) формирования изображения, разность времени распространения излучения от точки расщепления лучей в расщепителе (2) излучения до плоскости (7) вывода интерферометра в первой и второй ветви является меньшей, чем время когерентности используемого излучения, отличающаяся тем, что после плоскости (3.3) изображения первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви и до плоскости (7) вывода интерферометра расположено первое выходное средство (4.1) формирования изображения, а после плоскости (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви и до плоскости (7) вывода интерферометра расположено второе выходное средство (4.2) формирования изображения, при этом в первой и/или второй ветви между соответствующим средством (3.1, 3.2) формирования
    - 11 018804 изображения данной ветви и плоскостью (7) вывода интерферометра расположена соответствующая проходная система (6.1, 6.2) отражателей таким образом, что оси первой и второй ветви совпадают до достижения плоскости (7) вывода интерферометра и проходят параллельно нормали к плоскости (7) вывода интерферометра, плоскость (7) вывода интерферометра является по отношению к первому выходному средству (4.1) формирования изображения изображением плоскости (3.3) изображения первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви, а по отношению ко второму выходному средству (4.2) формирования изображения является изображением плоскости (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви, общая кратность увеличения между первой плоскостью (2.1) объекта первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви и плоскостью (7) вывода интерферометра равна общей кратности увеличения между второй плоскостью (2.2) объекта второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви и плоскостью (7) вывода интерферометра, при этом излучение, следующее по оси первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви, поступает в первое выходное средство (4.1) формирования изображения по его оси и выходит из него также по его оси и достигает плоскости (7) вывода интерферометра в направлении ее нормали, вблизи плоскости (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви расположена дифракционная решетка (5), излучение, следующее по оси второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви и дифрагированное дифракционной решеткой (5) под углом (α), поступает во второе выходное средство (4.2) формирования изображения также под углом (α) по отношению к оси этого второго выходного средства (4.2) формирования изображения, выходит из этого второго выходного средства (4.2) формирования изображения под углом (β) по отношению к его оси и достигает плоскости (7) вывода интерферометра по отношению к ее нормали также под углом (β), при этом между углами (β) и (α) существует зависимость κίη(β) = кш(а)/ш, где т - кратность увеличения второго выходного средства (4.2) формирования изображения.
  2. 2. Интерферометрическая система с использованием несущей пространственной частоты, способная к формированию изображения в полихроматическом излучении, содержащая распределенный во времени и пространстве некогерентный источник (1) излучения, после которого расположен расщепитель (2) излучения, расщепляющий приходящее излучение на первую и вторую ветви интерферометра, детектор, расположенный в плоскости (7) вывода интерферометра, при этом на оси первой ветви расположено первое средство (3.1) формирования изображения, а на оси второй ветви расположено второе средство (3.2) формирования изображения, которое идентично первому средству (3.1) формирования изображения в том, что касается как времени распространения излучения, так и кратности увеличения, плоскость (3.3) изображения первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви является по отношению к первому средству (3.1) формирования изображения изображением первой плоскости (2.1) объекта средства (3.1) формирования изображения, и одновременно плоскость (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви является по отношению ко второму средству (3.2) формирования изображения изображением второй плоскости (2.2) объекта средства (3.2) формирования изображения, разность времени распространения излучения от точки расщепления лучей в расщепителе (2) излучения до плоскости (7) вывода интерферометра в первой и второй ветви является меньшей, чем время когерентности используемого излучения, отличающаяся тем, что после плоскости (3.3) изображения первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви и до плоскости (7) вывода интерферометра расположено первое выходное средство (4.1) формирования изображения, а после плоскости (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви и до плоскости (7) вывода интерферометра расположено второе выходное средство (4.2) формирования изображения, при этом в первой и/или второй ветви между соответствующим средством (3.1, 3.2) формирования изображения данной ветви и плоскостью (7) вывода интерферометра расположена соответствующая проходная система (6.1, 6.2) отражателей таким образом, что оси первой и второй ветвей совпадают до достижения плоскости (7) вывода интерферометра и проходят параллельно нормали к плоскости (7) вывода интерферометра, плоскость (7) вывода интерферометра является по отношению к первому выходному средству (4.1) формирования изображения изображением плоскости (3.3) изображения первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви, а по отношению ко второму выходному средству (4.2) формирования изображения является изображением плоскости (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви, общая кратность увеличения между первой плоскостью (2.1) объекта первого средства (3.1) форми
    - 12 018804 рования изображения в первой ветви и плоскостью (7) вывода интерферометра равна общей кратности увеличения между второй плоскостью (2.2) объекта второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви и плоскостью (7) вывода интерферометра, вблизи плоскости (3.3) изображения первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви расположена первая дифракционная решетка (5.1), излучение, следующее по оси первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви и дифрагированное первой дифракционной решеткой (5.1) под углом (α1), поступает в первое выходное средство (4.1) формирования изображения также под углом (α1) по отношению к оси этого первого выходного средства (4.1) формирования изображения и выходит из этого первого выходного средства (4.1) формирования изображения по отношению к его оси под углом (β1) и достигает плоскости (7) вывода интерферометра по отношению к ее нормали также под углом (β1), при этом между углами (β1) и (α1) существует зависимость κίη(β 1) = кт(а1)/ш1, где т1 - кратность увеличения первого выходного средства (4.1) формирования изображения, вблизи плоскости (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви расположена вторая дифракционная решетка (5.2), излучение, следующее по оси второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви и преломленное второй дифракционной решеткой (5.2) под углом (α2), поступает во второе выходное средство (4.2) формирования изображения также под углом (α2) по отношению к оси этого второго выходного средства (4.2) формирования изображения, выходит из этого второго выходного средства (4.2) формирования изображения по отношению к его оси под углом (β2) и достигает плоскости (7) вывода интерферометра по отношению к ее нормали также под углом (β2), при этом между углами (β2) и (α2) существует зависимость κίη(β2) = кт(а2)/т2, где т2 - кратность увеличения второго выходного средства (4.2) формирования изображения.
  3. 3. Интерферометрическая система по п.1, отличающаяся тем, что первой ветвью является объектная ветвь, второй ветвью является опорная ветвь, дифракционной решеткой (5) является дифракционная решетка отражательного типа, расположенная вблизи плоскости (3.4) изображения второго средства (3.2) формирования изображения в опорной ветви, вторая проходная система (6.2) отражателей во второй ветви образована на ее входе посредством регулируемого полупрозрачного плоского зеркала (Ζ6), расположенного по оси второй проходной системы (6.2) отражателей, по оси второго средства (3.2) формирования изображения и на пути преломленного излучения, поступающего от дифракционной решетки (5), и посредством регулируемого пятого плоского зеркала (Ζ5), расположенного на пути излучения, отраженного полупрозрачным плоским зеркалом (Ζ6), при этом отражающая поверхность полупрозрачного плоского зеркала (Ζ6) образует прямой угол с отражающей поверхностью пятого плоского зеркала (Ζ5), первая проходная система (6.1) отражателей образована на ее входе посредством первого плоского зеркала (Ζ1), расположенного по оси первой проходной системы (6.1) отражателей, по оси первого средства (3.1) формирования изображения, и посредством второго плоского зеркала (Ζ2), расположенного на пути излучения, отраженного первым плоским зеркалом (Ζ1) таким образом, что его отражающая поверхность перпендикулярна отражающей поверхности первого плоского зеркала (Ζ1) и параллельна отражающей поверхности расположенного после этого второго плоского зеркала (Ζ2) третьего плоского зеркала (Ζ3), имеющего отражающую поверхность, перпендикулярную отражающей поверхности четвертого плоского зеркала (Ζ4), расположенного на пути излучения, отраженного от третьего плоского зеркала (Ζ3).
  4. 4. Интерферометрическая система по п.2, отличающаяся тем, что первой ветвью является объектная ветвь, второй ветвью является опорная ветвь, первой дифракционной решеткой (5.1) является дифракционная решетка проходного типа, расположенная вблизи плоскости (3.3) изображения первого средства (3.1) формирования изображения в объектной ветви, а второй дифракционной решеткой (5.2) является дифракционная решетка проходного типа, расположенная вблизи плоскости объекта второго средства (3.2) формирования изображения в опорной ветви, вторая проходная система (6.2) отражателей образована на ее входе посредством регулируемого шестого плоского зеркала (Ζ7), расположенного по оси второй проходной системы (6.2) отражателей, по оси второго средства (3.2) формирования изображения и на пути преломленного излучения, поступающего от второй дифракционной решетки (5.2), и посредством регулируемого пятого плоского зеркала (Ζ5), расположенного на пути излучения, отраженного шестым плоским зеркалом (Ζ7), поверхность пятого плоского зеркала (Ζ5) параллельна отражающей поверхности шестого плоского зеркала (Ζ7), первая проходная система (6.1) отражателей образована на ее входе первым плоским зеркалом (Ζ1), расположенным по оси первой проходной системы (6.1) отражателей, по оси первого средства (3.1) формирования изображения и на пути преломленного излучения, поступающего от первой дифракционной решетки (5.1), и посредством второго плоского зеркала (Ζ2), расположенного на пути излучения, отра
    - 13 018804 женного первым плоским зеркалом (Ζ1) таким образом, что его отражающая поверхность перпендикулярна отражающей поверхности первого плоского зеркала (Ζ1) и параллельна отражающей поверхности расположенного после него третьего плоского зеркала (Ζ3), отражающая поверхность которого перпендикулярна отражающей поверхности четвертого плоского зеркала (Ζ4), расположенного на пути отраженного излучения от третьего плоского зеркала (Ζ3).
  5. 5. Интерферометрическая система по п.2 или 4, отличающаяся тем, что первой дифракционной решеткой (5.1) является дифракционная решетка отражательного типа или дифракционная решетка проходного типа, а второй дифракционной решеткой (5.2) является дифракционная решетка отражательного типа или дифракционная решетка проходного типа.
  6. 6. Интерферометрическая система по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что дифракционная решетка (5, 5.1, 5.2) расположена в соответствующей ей плоскости (3.3, 3.4) изображения.
  7. 7. Интерферометрическая система по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что дифракционная решетка (5, 5.1, 5.2) расположена вблизи соответствующей ей плоскости (3.3, 3.4) изображений на расстоянии в пределах ± 500 мм.
  8. 8. Интерферометрическая система по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что первое выходное средство (4.1) формирования изображения и второе выходное средство (4.2) формирования изображения представляют собой общее выходное средство (4) формирования изображения, расположенное на общей оси первой и второй ветви между плоскостями (3.3, 3.4) изображения средств (3.1, 3.2) формирования изображения и плоскостью (7) вывода интерферометра.
  9. 9. Интерферометрическая система по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что после первого средства (3.1) формирования изображения в первой ветви по оси первой ветви расположено первое сканирующее устройство (8.1), а после второго средства (3.2) формирования изображения во второй ветви по оси второй ветви расположено второе сканирующее устройство (8.2).
EA201100490A 2010-04-14 2011-04-13 Интерферометрическая система с использованием несущей пространственной частоты, способная к формированию изображений в полихроматическом излучении EA018804B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20100288A CZ302491B6 (cs) 2010-04-14 2010-04-14 Interferometrický systém s prostorovou nosnou frekvencí zobrazující v polychromatickém zárení

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EA201100490A2 EA201100490A2 (ru) 2011-10-31
EA201100490A3 EA201100490A3 (ru) 2012-02-28
EA018804B1 true EA018804B1 (ru) 2013-10-30

Family

ID=44144989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201100490A EA018804B1 (ru) 2010-04-14 2011-04-13 Интерферометрическая система с использованием несущей пространственной частоты, способная к формированию изображений в полихроматическом излучении

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8526003B2 (ru)
EP (1) EP2378244B1 (ru)
JP (1) JP5510676B2 (ru)
CN (1) CN102279555B (ru)
CZ (1) CZ302491B6 (ru)
EA (1) EA018804B1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104122228B (zh) * 2014-07-14 2016-06-15 江苏大学 一种集成光干涉和散射信息分析的显微成像系统及方法
CZ2014538A3 (cs) 2014-08-12 2016-01-27 Vysoké Učení Technické V Brně Interferometrický systém s variabilní optikou pro nekoherentní zdroj záření a způsob naladění interferometrického systému
CZ306015B6 (cs) 2014-10-20 2016-06-22 Vysoké Učení Technické V Brně Interferometrický systém a způsob měření prostorového rozložení indexu lomu
CZ307520B6 (cs) * 2017-09-21 2018-11-07 Vysoké Učení Technické V Brně Zobrazovací modul pro mimoosový záznam polarizačně oddělených vln
US10816693B2 (en) * 2017-11-21 2020-10-27 Reliance Core Consulting LLC Methods, systems, apparatuses and devices for facilitating motion analysis in a field of interest

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU266103A1 (ru) * А. Ф. Белозеров, А. К. Бекетова, Ю. Е. Кузилин , И. С. Зимин Голографический интерферометр
SU1747885A1 (ru) * 1990-01-05 1992-07-15 Черновицкий Государственный Университет Способ измерени профил шероховатой поверхности издели
JPH04286904A (ja) * 1991-03-15 1992-10-12 Matsushita Electric Works Ltd 位相シフト斜入射干渉計
WO1996017221A1 (en) * 1994-11-28 1996-06-06 The Regents Of The University Of California Phase shifting diffraction interferometer
EP1873481A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-02 Mitutoyo Corporation Oblique incidence interferometer

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3506327A (en) * 1964-04-23 1970-04-14 Battelle Development Corp Wavefront reconstruction using a coherent reference beam
US4786124A (en) * 1987-04-27 1988-11-22 University Of Rochester Broad-spectrum achromatic phase shifters, phase modulators, frequency shifters, and frequency modulators
NL8903013A (nl) * 1989-11-02 1991-06-03 Philips Nv Rasterobjektief en raster-bundelomvormer alsmede optische aftastinrichting voorzien van minstens een van deze elementen.
JPH0784126A (ja) * 1993-09-13 1995-03-31 Ricoh Co Ltd ホログラム作成方法
CZ8547U1 (cs) * 1999-03-09 1999-04-16 Radim Chmelík Holografický konfokální mikroskop pro bílé světlo
JP2004151058A (ja) * 2002-11-01 2004-05-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd レーザ干渉計
US7535647B1 (en) * 2003-08-29 2009-05-19 Otten Iii Leonard John Beam splitters for, for instance, high efficiency spectral imagers
US7034271B1 (en) * 2004-05-27 2006-04-25 Sandia Corporation Long working distance incoherent interference microscope
US7499174B2 (en) * 2005-01-12 2009-03-03 John Farah Lensless imaging with reduced aperture
US7859679B2 (en) * 2005-05-31 2010-12-28 The General Hospital Corporation System, method and arrangement which can use spectral encoding heterodyne interferometry techniques for imaging
EP2329324B1 (en) * 2008-10-03 2014-01-29 Universite Libre De Bruxelles Method to investigate nano-sized objects using holographic microscopy
CZ19150U1 (cs) * 2008-10-06 2008-12-08 Vysoké ucení technické v Brne Holografický mikroskop

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU266103A1 (ru) * А. Ф. Белозеров, А. К. Бекетова, Ю. Е. Кузилин , И. С. Зимин Голографический интерферометр
SU1747885A1 (ru) * 1990-01-05 1992-07-15 Черновицкий Государственный Университет Способ измерени профил шероховатой поверхности издели
JPH04286904A (ja) * 1991-03-15 1992-10-12 Matsushita Electric Works Ltd 位相シフト斜入射干渉計
WO1996017221A1 (en) * 1994-11-28 1996-06-06 The Regents Of The University Of California Phase shifting diffraction interferometer
EP1873481A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-02 Mitutoyo Corporation Oblique incidence interferometer

Also Published As

Publication number Publication date
US8526003B2 (en) 2013-09-03
EA201100490A2 (ru) 2011-10-31
CZ2010288A3 (cs) 2011-06-15
EP2378244B1 (en) 2012-07-04
CN102279555A (zh) 2011-12-14
CN102279555B (zh) 2016-02-10
CZ302491B6 (cs) 2011-06-15
EA201100490A3 (ru) 2012-02-28
EP2378244A1 (en) 2011-10-19
US20110255093A1 (en) 2011-10-20
JP2011227501A (ja) 2011-11-10
JP5510676B2 (ja) 2014-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3102982B1 (en) Digital holographic device
CN105241374B (zh) 双波长共路正交载频数字全息检测装置及检测方法
US7009700B2 (en) Method and device for obtaining a sample with three-dimensional microscopy
US7633631B2 (en) Three-dimensional microscope and method for obtaining three-dimensional image
JP6716121B2 (ja) ディジタルホログラフィック顕微鏡
TWI655522B (zh) 結構光照明數位全像之方法與裝置
JPWO2018070451A1 (ja) ディジタルホログラフィック顕微鏡
US10228655B2 (en) Incoherent fluorescence digital holographic microscopy using transmission liquid crystal lens
FR2726641A1 (fr) Procede et dispositif pour profiler des surfaces en utilisant une optique de diffraction
JPH11501404A (ja) 解像深度が強化された３次元顕微鏡法のための方法及び装置
JPS59500488A (ja) ホログラフィによる光学的処理法とその装置
EA018804B1 (ru) Интерферометрическая система с использованием несущей пространственной частоты, способная к формированию изображений в полихроматическом излучении
WO2020058947A1 (en) Apparatus for parallel fourier domain optical coherence tomography imaging and imaging method using parallel fourier domain optical coherence tomography
RU2601729C1 (ru) Метод и устройство для регистрации спектральных цифровых голографических изображений оптически прозрачных микрообъектов
US20170322151A1 (en) Interferometric System and Method of Measurement of Refractive Index Spatial Distribution
IL269742B2 (en) Devices and methods for optical imaging by off-axis digital holography
KR20170023363A (ko) 디지털 홀로그래피 마이크로스코프를 이용한 고단차 측정 방법
CN114324245B (zh) 基于部分相干结构光照明的定量相位显微装置和方法
RU2608012C2 (ru) Двухканальный дифракционный фазовый микроскоп
RU2527316C1 (ru) Интерференционный микроскоп
RU2655472C1 (ru) Способ и устройство регистрации пространственного распределения оптических характеристик труднодоступных объектов
Machikhin et al. Single-shot multi-spectral digital holographic imaging through acousto-optic wavelength scanning
JP3871183B2 (ja) 光学素子の３次元形状測定方法及び測定装置
RU2673784C1 (ru) Двухкомпонентный интерферометр общего пути
Wang et al. Single-Shot Common-Path Off-Axis Dual-Wavelength Digital Holographic Microscopy Based on Two-Dimensional Grating Diffraction

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM