RU2758003C1 - Method for registration of holographic images of objects - Google Patents

Method for registration of holographic images of objects Download PDF

Info

Publication number
RU2758003C1
RU2758003C1 RU2021100515A RU2021100515A RU2758003C1 RU 2758003 C1 RU2758003 C1 RU 2758003C1 RU 2021100515 A RU2021100515 A RU 2021100515A RU 2021100515 A RU2021100515 A RU 2021100515A RU 2758003 C1 RU2758003 C1 RU 2758003C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
beams
registering
under study
spectral
images
Prior art date
Application number
RU2021100515A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Людмила Игоревна Бурмак
Александр Сергеевич Мачихин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН)
Priority to RU2021100515A priority Critical patent/RU2758003C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2758003C1 publication Critical patent/RU2758003C1/en

Links

Images

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
    • G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
    • G01B9/02027—Two or more interferometric channels or interferometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/021—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using plane or convex mirrors, parallel phase plates, or particular reflectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
    • 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
    • G03H1/0402—Recording geometries or arrangements
    • G03H1/0404—In-line recording arrangement
    • 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
    • G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G03H1/24—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms using white light, e.g. rainbow holograms

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

FIELD: digital holography technologies.
SUBSTANCE: invention relates to digital holography technologies and is intended to measure the spatial distribution of the phase delay introduced by the test object into a light wave by forming two interfering light beams from one light beam reflected from the test object or passing through it. The method for registering holographic images of objects consists in the fact that the object under study is illuminated with narrow-band linearly polarized radiation; a light beam is formed from the radiation reflected and scattered by the object under study, which transfers its optical image; using a triangular mirror reflector, this beam is spatially divided into two, one of which is spatially filtered using a pinhole diaphragm; using flat mirrors, the separated beams are directed along identical paths and converge them on a matrix radiation detector; the holographic image formed by the combined beams is recorded by the matrix radiation detector.
EFFECT: ensuring the possibility of adjusting the convergence angle of interfering beams, registration of topographic images of an object in arbitrary narrow spectral intervals, the possibility of recording spectral and spectral interference images of the same area of the object.
6 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к интерференционным методам получения информации об объектах, в частности, в эндоскопии и микроскопии, а именно к методам регистрации цифровых голографических изображений исследуемого объекта путем деления светового пучка, переносящего изображение этого объекта, и формирования двух интерферирующих пучков.The proposed technical solution relates to interference methods for obtaining information about objects, in particular, in endoscopy and microscopy, namely, to methods for registering digital holographic images of an object under study by dividing a light beam carrying an image of this object and forming two interfering beams.

Оптические методы, в которых регистрируется пространственное распределение интенсивности света в интерференционной картине, образованной парой интерферирующих пучков, полученных из одного пучка, отраженного или прошедшего через объект и содержащего в себе внесенные объектом амплитудно-фазовые возмущения, в настоящее время находят широкое применение. В этих методах пучок, переносящий изображение объекта, получают с помощью внешней оптической системы, например, микроскопа или эндоскопа, а затем различными способами делят его на два для формирования интерферирующих пучков.Optical methods, which record the spatial distribution of light intensity in an interference pattern formed by a pair of interfering beams obtained from a single beam reflected or transmitted through an object and containing amplitude-phase disturbances introduced by the object, are now widely used. In these methods, a beam carrying an image of an object is obtained using an external optical system, such as a microscope or an endoscope, and then divided into two in various ways to form interfering beams.

В работах [С.Ма et. al. Opt. Express, 2017 V. 25, P. 13659; T.Sun et al. Jpn. J. Appl. Phys., 2018. P.57; E.Samira et al. "Stable and simple quantitative phase-contrast imaging by Fresnel biprism; Single-shot quantitative dispersion phase microscopy, Appl. Phys. Lett., 2018. V. 112, P. 113701; N.Lue et. al. Appl. Phys. Lett., 2012. V. 101. P. 084101] описаны способы получения интерферирующих пучков из одного пучка, переносящего изображение объекта, при которых этот пучок делится пополам по интенсивности, а затем его части сводятся вместе. Поскольку пространственная фильтрация пучков не осуществляется и каждый интерферирующий пучок несет в себе изображение объекта, эти решения подходят для ограниченного числа объектов.In the works [S.Ma et. al. Opt. Express, 2017 V. 25, P. 13659; T Sun et al. Jpn. J. Appl. Phys., 2018. P.57; E. Samira et al. "Stable and simple quantitative phase-contrast imaging by Fresnel biprism; Single-shot quantitative dispersion phase microscopy, Appl. Phys. Lett., 2018. V. 112, P. 113701; N. Lue et. Al. Appl. Phys. Lett. ., 2012. V. 101. P. 084101] describes methods of obtaining interfering beams from one beam, transferring the image of an object, in which this beam is divided in half in intensity, and then its parts are brought together. the beam carries an image of the object, these solutions are suitable for a limited number of objects.

В работах [В. Bhaduri, H.Pham, M.Mir, G.Popescu. Opt Lett., 2012 V. (6), P. 1094; V.Singh, S.Tayal, D.S.Mehta. OSA Continuum, 2018. V. 1(1). P. 48; P.Gao et. al. Opt. Express, 2011. V. 19. P. 1930; A.Ahmad, arxiv.org, 2018; Y.Du et al. Opt. Lett., 2012. V. 37. P. 3927; P.Girshovitz, N. T.Shaked. Opt. Express, 2013. V. 21(5). P. 5701] описаны способы получения интерферирующих пучков из одного пучка, переносящего изображение объекта, при которых этот пучок делится на две части, одна из которых пространственно фильтруется, а затем части сводятся вместе. К недостаткам этих решений также можно отнести отсутствие возможности настройки ширины интерференционных полос под геометрию исследуемого объекта и требуемое разрешение системы [В. Bhaduri, H.Pham, M.Mir, G.Popescu. Opt Lett., 2012 V. (6), P. 1094; V.Singh, S.Tayal, D.S.Mehta. OSA Continuum, 2018. V. 1(1). P. 48; A.Ahmad, arxiv.org, 2018, A.Machikhin et al. J. Opt., 2019. V. 21, P. 125801] и потери энергии на светоделении [В. Bhaduri, H.Pham, M.Mir, G.Popescu. Opt Lett., 2012 V. (6), P. 1094; Y.Du et al. Opt. Lett., 2012. V. 37. P. 3927; P.Girshovitz, N. T.Shaked. Opt. Express, 2013. V. 21(5). P. 5701, Патент RU 2626061 C1]. Использование лазерного излучения в ряде схем [V.Singh, S.Tayal, D.S.Mehta. OSA Continuum, 2018. V. 1(1). P. 48; P.Gao et. al. Opt. Express, 2011. V. 19. P. 1930; A.Ahmad, arxiv.org, 2018. arXiv: 1812.01057 [physics.optics]] приводит к наличию спекл-структуры на регистрируемых изображениях.In the works [V. Bhaduri, H. Pham, M. Mir, G. Popescu. Opt Lett. 2012 V. (6) P. 1094; V. Singh, S. Tayal, D. S. Mehta. OSA Continuum, 2018. V. 1 (1). P. 48; P. Gao et. al. Opt. Express, 2011. V. 19. P. 1930; A.Ahmad, arxiv.org, 2018; Y Du et al. Opt. Lett. 2012. V. 37. P. 3927; P. Girshovitz, N. T. Shaked. Opt. Express, 2013. V. 21 (5). P. 5701] describes methods of obtaining interfering beams from one beam, transferring an image of an object, in which this beam is divided into two parts, one of which is spatially filtered, and then the parts are brought together. The disadvantages of these solutions also include the inability to adjust the width of the interference fringes to the geometry of the object under study and the required resolution of the system [V. Bhaduri, H. Pham, M. Mir, G. Popescu. Opt Lett. 2012 V. (6) P. 1094; V. Singh, S. Tayal, D. S. Mehta. OSA Continuum, 2018. V. 1 (1). P. 48; A. Ahmad, arxiv.org, 2018, A. Machikhin et al. J. Opt., 2019. V. 21, P. 125801] and energy losses in beam splitting [V. Bhaduri, H. Pham, M. Mir, G. Popescu. Opt Lett. 2012 V. (6) P. 1094; Y Du et al. Opt. Lett. 2012. V. 37. P. 3927; P. Girshovitz, N. T. Shaked. Opt. Express, 2013. V. 21 (5). P. 5701, Patent RU 2626061 C1]. The use of laser radiation in a number of schemes [V. Singh, S. Tayal, D.S. Mehta. OSA Continuum, 2018.V. 1 (1). P. 48; P. Gao et. al. Opt. Express, 2011. V. 19. P. 1930; A.Ahmad, arxiv.org, 2018. arXiv: 1812.01057 [physics.optics]] leads to the presence of a speckle structure in the recorded images.

Описанные решения в основном предназначены для регистрации голографических изображений в одном узком спектральном интервале. В то же время регистрация нескольких изображений в разных узких спектральных интервалах позволила бы получать пространственное распределение физико-химических свойств объекта за счет их контрастного выделения при настройке на отдельные характеристические для этих свойств длины волн и спектральные зависимости оптических свойств объекта при измерении во всем спектре, которые бы позволили выявлять присутствие веществ или включений, если те имеют селективные спектры отражения, поглощения, рассеяния. Объединение интерференционных методов со спектральными и расширение таким образом числа анализируемых физических характеристик объекта, на основе которых можно было бы получать разнообразную взаимодополняющую информацию и проводить комплексный анализ, является актуальной задачей, так как это позволит значительно повысить достоверность и объективность проводимых исследований. Описанные решения либо вносят потери на светоделении, которые крайне нежелательны в системах с пространственной фильтрацией, либо не имеют возможности настройки ширины интерференционных полос на голографическом изображении, либо не предусматривают возможности регистрации голографических изображений объекта в узком спектральном интервале с возможностью квазинепрерывной перестройки этого интервала в некотором диапазоне длин волн.The described solutions are mainly intended for the registration of holographic images in one narrow spectral range. At the same time, the registration of several images in different narrow spectral intervals would make it possible to obtain the spatial distribution of the physicochemical properties of the object due to their contrasting selection when tuning to individual characteristic wavelengths for these properties and spectral dependences of the optical properties of the object when measured in the entire spectrum, which would make it possible to detect the presence of substances or inclusions, if they have selective spectra of reflection, absorption, scattering. Combining interference methods with spectral ones and thus expanding the number of analyzed physical characteristics of an object, on the basis of which it would be possible to obtain a variety of complementary information and conduct a comprehensive analysis, is an urgent task, since this will significantly increase the reliability and objectivity of the research. The described solutions either introduce losses in beam splitting, which are extremely undesirable in systems with spatial filtering, or do not have the ability to adjust the width of the interference fringes in a holographic image, or do not provide for the possibility of registering holographic images of an object in a narrow spectral interval with the possibility of quasi-continuous tuning of this interval in a certain range. wavelengths.

Предлагаемое техническое решение направлено на устранение недостатков указанных схем и расширение их функциональных возможностей. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является решение, описанное в статье [V.Singh, S.Tayal, D.S.Mehta. OSA Continuum, 2018. V.1(1). P.48], в которой реализована схема получения голографических изображений при делении пучка по пространству с помощью бипризмы и пространственной фильтрации одной из его частей.The proposed technical solution is aimed at eliminating the shortcomings of these schemes and expanding their functionality. Closest to the proposed technical solution is the solution described in the article [V. Singh, S. Tayal, D.S. Mehta. OSA Continuum, 2018. V.1 (1). P.48], which implements a scheme for obtaining holographic images when splitting a beam in space using a biprism and spatial filtering of one of its parts.

Технический результат, который может быть получен, состоит в обеспечении возможности настройки угла сведения интерферирующих пучков, регистрации голографических изображений объектов в произвольных узких спектральных интервалах, возможности регистрации спектрального и спектрального интерференционного изображений одного и того же участка объекта.The technical result that can be obtained consists in providing the possibility of adjusting the convergence angle of the interfering beams, registration of holographic images of objects in arbitrary narrow spectral intervals, the possibility of recording spectral and spectral interference images of the same area of the object.

Для решения указанной технической задачи с достижением указанного технического результата применяется способ регистрации голографических изображений объектов, состоящий в том, что исследуемый объект освещают узкополосным линейно поляризованным излучением; из излучения, отраженного и рассеянного исследуемым объектом, формируют световой пучок, переносящий его оптическое изображение; с помощью зеркального треугольного отражателя осуществляют пространственное деление этого пучка на два, один из которых пространственно фильтруют с помощью точечной диафрагмы; с помощью плоских зеркал направляют разделенные пучки по идентичным путям и сводят их на матричном приемнике излучения; регистрируют образованное сведенными вместе пучками голографическое изображение матричным приемником излучения.To solve the specified technical problem with the achievement of the specified technical result, a method for registering holographic images of objects is used, consisting in the fact that the object under study is illuminated with narrow-band linearly polarized radiation; a light beam is formed from the radiation reflected and scattered by the object under study, which transfers its optical image; using a triangular mirror reflector, this beam is spatially divided into two, one of which is spatially filtered using a point diaphragm; using flat mirrors, the separated beams are directed along identical paths and are converged on a matrix radiation detector; the holographic image formed by the combined beams is recorded by the matrix radiation detector.

Во втором варианте осуществления применяется способ регистрации голографических изображений объектов, состоящий в том, что исследуемый объект освещают широкополосным неполяризованным излучением; из излучения, отраженного и рассеянного исследуемым объектом, формируют световой пучок, переносящий его оптическое изображение; осуществляет спектральную фильтрацию сформированного пучка с выделением линейно поляризованной составляющей; с помощью зеркального треугольного отражателя осуществляют пространственное деление этого пучка на два, один из которых пространственно фильтруют с помощью точечной диафрагмы; с помощью плоских зеркал направляют разделенные пучки по идентичным путям и сводят их на матричном приемнике излучения; регистрируют образованное сведенными вместе пучками спектральное голографическое изображение на матричном приемнике излучения.In the second embodiment, a method for registering holographic images of objects is applied, which consists in the fact that the object under study is illuminated with broadband unpolarized radiation; a light beam is formed from the radiation reflected and scattered by the object under study, which transfers its optical image; carries out spectral filtering of the formed beam with the separation of the linearly polarized component; using a triangular mirror reflector, this beam is spatially divided into two, one of which is spatially filtered using a point diaphragm; using flat mirrors, the separated beams are directed along identical paths and are converged on a matrix radiation detector; the spectral holographic image formed by the combined beams is recorded on the matrix radiation detector.

Изобретение поясняется чертежом.The invention is illustrated by a drawing.

На Фиг. 1 показана структурная схема, поясняющая описанный способ, где 1 - входная оптическая система, 2 - треугольный отражатель, 3 - плоские зеркала, 4 - точечная диафрагма, 5 - выходная оптическая система, 6 - матричный приемник излучения, 7 - устройство, осуществляющее спектральную фильтрацию с выделением линейно поляризованной составляющей (спектральный фильтр), 8 - подвижный непрозрачный экран.FIG. 1 shows a block diagram explaining the described method, where 1 is an input optical system, 2 is a triangular reflector, 3 are flat mirrors, 4 is a point diaphragm, 5 is an output optical system, 6 is a matrix radiation detector, 7 is a device that performs spectral filtering. with separation of the linearly polarized component (spectral filter), 8 - movable opaque screen.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Изобретение может быть реализовано на основе устройства, состоящего из оптически связанных и расположенных последовательно входной оптической системы 1; интерферометра, состоящего из треугольного отражателя 2, плоских зеркал 3 объектного (3а) и опорного (3б) каналов; выходной оптической системы 5; матричного приемника излучения 6.The invention can be implemented on the basis of a device consisting of optically coupled and arranged in series with an input optical system 1; an interferometer consisting of a triangular reflector 2, flat mirrors 3 of the object (3a) and reference (3b) channels; output optical system 5; matrix radiation detector 6.

Отличием изобретения является то, что деление пучка производится с помощью зеркального треугольного отражателя вместо бипризмы и с помощью плоских зеркал разделенные пучки направляют по идентичным независимо регулируемым путям, а не жестко зафиксированным. При использовании широкополосного источника излучения и перестраиваемого монохроматора, интерферометр позволяет регистрировать спектральный голографические изображения в большом числе (до нескольких сотен) спектральных каналов, а не в одном неизменяемом узком спектральном интервале.A distinctive feature of the invention is that the beam is divided using a triangular mirror reflector instead of a biprism, and with the help of flat mirrors, the separated beams are directed along identical independently adjustable paths, and not rigidly fixed. When using a broadband radiation source and a tunable monochromator, the interferometer allows recording spectral holographic images in a large number (up to several hundred) spectral channels, rather than in one unchangeable narrow spectral interval.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

Исследуемый объект освещают узкополосным линейно-поляризованным излучением. Внешняя оптическая система формирует пучок, переносящий изображение исследуемого объекта. На ее выходе устанавливается интерферометр, по устройству близкий к интерферометру Маха-Цендера, все оптические компоненты которого жестко закреплены на общем основании (Фиг.1).The investigated object is illuminated with narrow-band linearly polarized radiation. The external optical system forms a beam that transfers the image of the object under study. At its outlet, an interferometer is installed, which is similar in design to the Mach-Zehnder interferometer, all optical components of which are rigidly fixed on a common base (Fig. 1).

Входная оптическая система 1 согласует внешнюю оптическую систему и интерферометр путем преобразования размеров углового поля и светового диаметра выходящего из внешней оптической системы светового пучка, несущего изображение исследуемого объекта. Выходящий из оптической системы 1 сходящийся пучок разделяется по пространству треугольным отражателем 2 на два пучка, направляемые в объектный и опорный каналы. С помощью поперечного смещения треугольного отражателя производится перераспределение интенсивности излучения в каналах. В опорном канале пучок отражается от плоского зеркала За и пространственно фильтруется с помощью точечной диафрагмы, расположенной в плоскости фокусировки излучения. Диафрагма позволяет сформировать опорный волновой фронт требуемой формы. В объектном канале пучок отражается от плоского зеркала 36. Выходная оптическая система 5 совмещает пучки из объектного и опорного каналов в плоскости матричного приемника 6, на котором они образуют голографическое изображение. Голографическое изображение регистрируется матричным приемником 6 и обрабатывается методами цифровой голографии, позволяющими вычислить пространственное распределение фазы и амплитуды.The input optical system 1 matches the external optical system and the interferometer by converting the dimensions of the angular field and the light diameter of the light beam emerging from the external optical system, which carries the image of the object under study. The converging beam emerging from the optical system 1 is divided in space by a triangular reflector 2 into two beams directed into the object and reference channels. With the help of the transverse displacement of the triangular reflector, the radiation intensity in the channels is redistributed. In the reference channel, the beam is reflected from a flat mirror 3a and is spatially filtered using a point diaphragm located in the radiation focusing plane. The diaphragm allows you to form a reference wavefront of the desired shape. In the object channel, the beam is reflected from the flat mirror 36. The output optical system 5 combines the beams from the object and reference channels in the plane of the matrix receiver 6, on which they form a holographic image. The holographic image is recorded by a matrix receiver 6 and processed by digital holography methods, which make it possible to calculate the spatial distribution of phase and amplitude.

В частном случае (п.2 формулы) в опорном канале устанавливают подвижный непрозрачный экран 8, при введении которого в световой поток распространение света в этом канале блокируется. При введенном в ход лучей экране 8 на матричном приемнике 6 регистрируется простое изображение объекта.In a particular case (claim 2 of the formula), a movable opaque screen 8 is installed in the reference channel, when introduced into the luminous flux, the propagation of light in this channel is blocked. With the screen 8 introduced into the course of the rays, a simple image of the object is recorded on the matrix receiver 6.

Во втором варианте осуществления (п.3 формулы) исследуемый объект освещают широкополосным неполяризованным излучением и перед интерферометром устанавливают устройство, осуществляющее спектральную фильтрацию с выделением линейно поляризованной составляющей (спектральный фильтр) 7.In the second embodiment (claim 3 of the formula), the object under study is illuminated with broadband unpolarized radiation and a device is installed in front of the interferometer that performs spectral filtering with the separation of the linearly polarized component (spectral filter) 7.

В частном случае (п.4 формулы) в опорном канале устанавливают подвижный непрозрачный экран 8, при введении которого в световой поток распространение света в этом канале блокируется. При введенном в ход лучей экране 8 на матричном приемнике 6 регистрируется простое изображение объекта.In a particular case (claim 4 of the formula), a movable opaque screen 8 is installed in the reference channel, when introduced into the luminous flux, the propagation of light in this channel is blocked. With the screen 8 introduced into the course of the rays, a simple image of the object is recorded on the matrix receiver 6.

В частном случае (п.5 формулы) в качестве устройства, осуществляющего спектральную фильтрацию с выделением линейно поляризованной составляющей, используют перестраиваемый монохроматор. Монохроматор 7 осуществляет выделение из широкополосного неполяризованного пучка линейно-поляризованной узкой спектральной составляющей (селекцию поляризации осуществляет либо сам монохроматор, либо поляризатор, который ставится вместе с ним).In a particular case (claim 5 of the formula), a tunable monochromator is used as a device that performs spectral filtering with the separation of a linearly polarized component. Monochromator 7 extracts a linearly polarized narrow spectral component from a broadband unpolarized beam (polarization selection is performed either by the monochromator itself or by a polarizer that is installed with it).

При выведенном из хода лучей подвижном экране 8 на матричном приемнике регистрируют спектральное голографическое изображение объекта в выделенном монохроматором спектральном интервале. При введенном в ход лучей экране 8 регистрируют спектральное изображение объекта, которое отображает распределение оптических, физико-химических и иных свойств объекта, контрастно проявляющихся в выделенном акустооптическим монохроматором спектральном интервале. Повторяют эту процедуру для всех заданных спектральных интервалов при спектральной перестройке монохроматора.With the movable screen 8 removed from the path of the rays, the spectral holographic image of the object is recorded on the matrix receiver in the spectral interval allocated by the monochromator. With the screen 8 introduced into the path of the rays, the spectral image of the object is recorded, which displays the distribution of the optical, physicochemical and other properties of the object, which are contrastingly manifested in the spectral interval selected by the acousto-optical monochromator. This procedure is repeated for all specified spectral intervals during the spectral tuning of the monochromator.

В частном случае (п.6 формулы) в качестве перестраиваемого монохроматора 7 используют акустооптический перестраиваемый фильтр, выделяющий из падающего излучения заданный узкий спектральный интервал с определенной линейной поляризацией. В кристаллической ячейке такого фильтра на упругой ультразвуковой волне происходит брэгговская дифракция линейно поляризованного светового пучка и отклонение направления распространения излучения. Длина волны дифрагированного излучения определяется частотой ультразвуковой волны, которую возбуждают в акустооптической ячейке с помощью пьезопреобразователя.In a particular case (claim 6 of the formula), an acousto-optic tunable filter is used as a tunable monochromator 7, which separates a predetermined narrow spectral interval with a definite linear polarization from the incident radiation. In the crystal cell of such a filter on an elastic ultrasonic wave, Bragg diffraction of a linearly polarized light beam and deviation of the direction of propagation of radiation occur. The wavelength of the diffracted radiation is determined by the frequency of the ultrasonic wave, which is excited in the acousto-optic cell using a piezoelectric transducer.

Claims (6)

1. Способ регистрации топографических изображений объектов, заключающийся в том, что исследуемый объект освещают узкополосным линейно поляризованным излучением, из излучения, отраженного и рассеянного исследуемым объектом, формируют световой пучок, переносящий его оптическое изображение, осуществляют пространственное деление этого пучка на два, один из которых пространственно фильтруют с помощью точечной диафрагмы, пространственно сводят пучки, регистрируют образованное сведенными вместе пучками голографическое изображение матричным приемником излучения; отличающийся тем, что деление пучка производят с помощью зеркального треугольного отражателя, с помощью плоских зеркал направляют разделенные пучки по идентичным путям и сводят их на матричном приемнике излучения.1. A method for registering topographic images of objects, which consists in the fact that the object under study is illuminated with narrow-band linearly polarized radiation, a light beam is formed from the radiation reflected and scattered by the object under study, transferring its optical image, spatial division of this beam into two is carried out, one of which is spatially filtered using a point diaphragm, spatially converging the beams, registering the holographic image formed by the beams brought together by a matrix radiation detector; characterized in that the beam is divided using a triangular mirror reflector, the divided beams are directed along identical paths with the help of flat mirrors and are brought together on a matrix radiation detector. 2. Способ регистрации топографических изображений объектов по п. 1, отличающийся тем, что регистрируют изображение объекта, перекрывая пучок, подвергаемый пространственной фильтрации, непрозрачным экраном.2. A method for registering topographic images of objects according to claim 1, characterized in that the image of the object is recorded, overlapping the beam subjected to spatial filtration with an opaque screen. 3. Способ регистрации топографических изображений объектов, заключающийся в том, что исследуемый объект освещают широкополосным неполяризованным излучением, из излучения, отраженного и рассеянного исследуемым объектом, формируют световой пучок, переносящий его оптическое изображение, осуществляют спектральную фильтрацию этого пучка с выделением линейно поляризованной составляющей, осуществляют пространственное деление этого пучка на два, один из которых пространственно фильтруют с помощью точечной диафрагмы, пространственно сводят пучки, регистрируют образованное сведенными вместе пучками голографическое изображение матричным приемником излучения; отличающийся тем, что деление пучка производят с помощью зеркального треугольного отражателя, с помощью плоских зеркал направляют разделенные пучки по идентичным путям и сводят их на матричном приемнике излучения.3. A method for registering topographic images of objects, which consists in the fact that the object under study is illuminated with broadband unpolarized radiation, a light beam is formed from the radiation reflected and scattered by the object under study, transferring its optical image, spectral filtering of this beam is carried out with the release of a linearly polarized component, spatial division of this beam into two, one of which is spatially filtered using a point diaphragm, the beams are spatially converged, the holographic image formed by the combined beams is recorded by a matrix radiation detector; characterized in that the beam is divided using a triangular mirror reflector, the divided beams are directed along identical paths with the help of flat mirrors and are brought together on a matrix radiation detector. 4. Способ регистрации топографических изображений объектов по п. 3, отличающийся тем, что регистрируют изображение объекта, перекрывая пучок, подвергаемый пространственной фильтрации, непрозрачным экраном.4. A method for registering topographic images of objects according to claim 3, characterized in that the image of the object is recorded, overlapping the beam subjected to spatial filtration with an opaque screen. 5. Способ регистрации топографических изображений объектов по п. 4, отличающийся тем, что в качестве устройства, осуществляющего спектральную фильтрацию с выделением линейно поляризованной составляющей, используют перестраиваемый монохроматор, повторяют процедуру регистрации спектральных голографических изображений для всех заданных спектральных интервалов, выделенных монохроматором при его спектральной перестройке.5. A method for registering topographic images of objects according to claim 4, characterized in that a tunable monochromator is used as a device that performs spectral filtering with the extraction of a linearly polarized component; restructuring. 6. Способ регистрации голографических изображений объектов по п. 5, отличающийся тем, что в качестве перестраиваемого монохроматора используют акустооптический спектральный перестраиваемый фильтр.6. A method for registering holographic images of objects according to claim 5, characterized in that an acousto-optic spectral tunable filter is used as a tunable monochromator.
RU2021100515A 2021-01-13 2021-01-13 Method for registration of holographic images of objects RU2758003C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021100515A RU2758003C1 (en) 2021-01-13 2021-01-13 Method for registration of holographic images of objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021100515A RU2758003C1 (en) 2021-01-13 2021-01-13 Method for registration of holographic images of objects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2758003C1 true RU2758003C1 (en) 2021-10-25

Family

ID=78289704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021100515A RU2758003C1 (en) 2021-01-13 2021-01-13 Method for registration of holographic images of objects

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2758003C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4256362A (en) * 1978-01-31 1981-03-17 Harris Corporation Phase-insensitive hologram readout technique
JP3412871B2 (en) * 1993-09-01 2003-06-03 キヤノン株式会社 Real-time hologram reproducing device
CN105607452A (en) * 2016-01-04 2016-05-25 中国海洋大学 Dual-digital holographic imaging device for measuring setting velocity of suspension particle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4256362A (en) * 1978-01-31 1981-03-17 Harris Corporation Phase-insensitive hologram readout technique
JP3412871B2 (en) * 1993-09-01 2003-06-03 キヤノン株式会社 Real-time hologram reproducing device
CN105607452A (en) * 2016-01-04 2016-05-25 中国海洋大学 Dual-digital holographic imaging device for measuring setting velocity of suspension particle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2544876C1 (en) Device to measure optical characteristics and method to measure optical characteristics
CN105241374B (en) The common orthogonal carrier frequency digital holographic detection device in road of dual wavelength and detection method
CN104198040B (en) A kind of holographic measurement method of two-dimentional Jones matrix parameter and device for carrying out said
JP4790560B2 (en) Single terahertz wave time waveform measurement device
CN107037714B (en) High time resolution holography polarization micro imaging system and method based on ultrafast laser
WO2015130366A9 (en) Systems and methods for high-contrast, near-real-time acquisition of terahertz images
KR102383467B1 (en) Snapshot ellipsometer
RU2601729C1 (en) Method and device for optically transparent micro-objects spectral digital holographic images recording
US20090201512A1 (en) Compact achromatic optical interferometer of the three-wave lateral shearing type
US20140152996A1 (en) Polarization-sensitive optical measurement instrument
US20210181022A1 (en) Fourier-transform hyperspectral imaging system
CN107101724B (en) A kind of polarization state measuring equipment and method based on total railway digital holography
US6204926B1 (en) Methods and system for optically correlating ultrashort optical waveforms
US11913836B2 (en) Dispersion measurement apparatus and dispersion measurement method
JP2006275908A (en) Multiplexing unit for signal optical pulse and time resolved measuring device using it
CN109343321A (en) X-ray single exposure phase shift radial shear digital hologram imaging method
RU2758003C1 (en) Method for registration of holographic images of objects
EA018804B1 (en) Interferometric system with spatial carrier frequency capable of imaging in polychromatic radiation
CN110967958B (en) Method and device for recording frequency domain holographic imaging based on multi-slit expansion
CN107917760A (en) The polarization state measuring equipment and method of railway digital holography are total to based on transmission point diffraction-type
JP4895519B2 (en) Microscope equipment
CN116068784B (en) Device for performing laser vibration-resistant focusing by using strong scattering medium and use method
US20230333007A1 (en) Dispersion measurement device and dispersion measurement method
JP4026983B2 (en) Light track observation device
RU2396547C1 (en) Method of measuring distribution of complex refraction index values of high-absorption specimens