SU1072074A1 - Method for displaying information from phase tranparency - Google Patents

Method for displaying information from phase tranparency Download PDF

Info

Publication number
SU1072074A1
SU1072074A1 SU823499024A SU3499024A SU1072074A1 SU 1072074 A1 SU1072074 A1 SU 1072074A1 SU 823499024 A SU823499024 A SU 823499024A SU 3499024 A SU3499024 A SU 3499024A SU 1072074 A1 SU1072074 A1 SU 1072074A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase
optical signal
elementary
transparency
optical
Prior art date
Application number
SU823499024A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Владимирович Рожков
Сергей Леонидович Одинцов
Анатолий Петрович Тимашов
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1029
Московское Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана
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 Предприятие П/Я А-1029, Московское Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана filed Critical Предприятие П/Я А-1029
Priority to SU823499024A priority Critical patent/SU1072074A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1072074A1 publication Critical patent/SU1072074A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

СПСЮОБ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ С ФАЗОВОГО ТРАНСПАРАНТА, основан ный на пространственной модул ции кваэимонохроматического оптического сигнала фазовым транспарантом переменной оптической толщины, измен ющейс  в соответствии с записанной информацией, преобразовании результирующего оптического сигнала в пространственный спектр элементарных оптических сигналов, изменении фазы элементарного оптического сигнала нулевой пространственной частоты на величину, соответствукицую четверти длины волны, и обратном преобразовании пространственного спектра элементарных оптических сигналов, о тличающийс  тем, что, с целью увеличени  контраста отображаемой информации, фазу элементарного оптического сигнала нулевой пространственной частоты дополнительно измен ют на величину, соответствук цую половине изменени  оптической толщины участков записи фазового транспаранта .SPSYUOB displaying information phase transparency based ny to spatial modulation kvaeimonohromaticheskogo optical signal phase transparency variable optical thickness, varying according to the recorded information, converting the resulting optical signal in the spatial spectrum of the elementary optical signals, the phase change of the elementary optical signal zero spatial frequency the value corresponding to the quarter wavelength, and the inverse transform transtvennogo spectrum elementary optical signals of tlichayuschiys in that, in order to increase contrast of the display information, the phase of the elementary optical signal zero spatial frequency is further varied by the amount sootvetstvuk tsuyu half varying the optical thickness of the recording portions phase transparency.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах дл  отобрансеии  информации, записанной на фазовом транспаранте. Известен способ отображени  инфор мации с фазового транспаранта, основанный на внесении амплитудных или фазовык изменений в дифрагировавшее на фазовом транспаранте йзлучение 1 Недостатком известЕ ого способа  вл етс  низкий контраст отображаемой информации. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ отображени  информации с фазового транспаранта, основан ный на пространственной модул ции квазимонохроматического оптического сигнала фазовым транспарантом переменной оптической толщины, измен ющейс  в соответствии с записанной информацией, преобразовании результирующего оптического сигнала в пространственный спектр элементарных оптических сигналов, изменении фазы элементарного оптического сигнала ну -левой пространственной частоты на ве личину, соответствующую четверти длины волны, и обратном преобразовании пространственного спектра элемен тарных оптических сигналов 2j . Недостатком такого устройства. вл етс  низкий контраст отображаемой информации. Цель изобретени  - увеличение кон траста отобралсаемой информации. Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу отображени  информации с фазового транспаранта, основанному на пространственной моду л ции квазимонохроматического оптического сигнала фазовым транспарантом переменной оптической толщины, .измен ющейс  в соответствии с записанной информацией, преобразовании результирующего оптического сигнала в пространственный спектр элементарных оптических сигналов, изменении фазы элементарного оптического сигнала нулевой пространственной частоты на величину, соответствующую четверти длины волны, и обратном преобразовании пространственного.спектра элементарных i оптических сигналов, фазу элементарного оптического сигнала нулевой пространственной частоты дополнительно измен ют на величину , соответствующую половине изменени , оптической толщиныучастков записи фазового транспаранта. На фиг,. 1 изображена оптическа  схема устройства, реализующего предлагаемый способ отображени  информации с фазового транспаранта; на фиг, 2 комплексный амплитудный коэффициент пропускани  фазового транс паранта;- на фиг, 3 векторные составл ющие комплексного коэффициента пропускани  фазового транспаранта. Устройство (фиг,1) состоит из источника 1 квазимонохроматического излучени , расположенного перед коиденсором 2, который формирует пучок, освещающий фазовый транспарант 3; объектива 4, создающего пространственный Фурье-спектр транспаранта в частотной плоскости, в которой располагаетс  визуализирующа  диафрагма 5 и экран 6. Диафрагма 5 имеет переменную оптическую толщину, измен ющуюс  скачком в области нулевого пор дка дифракции на величину e-9v/4+ь/2 , (1) где - изменение оптической толщины визуалн.зирующей диафрагмы в области определени  нулевого пор дка дифракции; Т - длина волны квазимонохроматического источника излуче ни ; Д - изменение оптической толщины в отображаемом участке записи фазового транспаранта. Запись информации на фазовом т.ран рпаранте и ее отображение происходит следующим образом. В результате прохождени  излучени  через визуализирующую диафрагму. 5 формируетс  трансформированный Фурье-спектр транспаранта З..Слой свободного .прос.транства между диафрагмой 5 и экраном 6 обеспечивает обратное Фурье-преобразование, в результате чего восстанавливаетс  изображение транспаранта. Процесс восстановлени  визуализиррванного изображени  фазового транспаранта можно описать с использованием аппарата Фурье-оптики. Дл  про стоты изложени  рассмотрим точечный источник. В этом случае комплексный амплитудный коэффициенй пропускани  визуализирующей диафрагмы описываетс  выражением5 д(-})() (2) 1 прц-)х1Ю модуль амплитудного коэффициента пропускани  Ig при .х Of изменение фазы, соответствующее изменению толщины диафрагмы, т.е.6 K give/ft. В плоскости визуализирующей диафрагмы формируетс  пространственный сигнал , описывающий Фурье-спектр транспаранта ТИ,). где F - оператор Фурье-преобразовани ; t(x) - комплексный амплитудный коэффициент пропускани  фазового транспаранта, который описываетс  через изменение фазы транспаран i(xbexp ji Ull Слой свободного пространства осуще ствл ет обратное Фурье-преобразование от трансформированного визуализирующей диафрагмой слектра транспаранта -t4)M F- TUxV eA).l, где F - оператор обратного Фурьепреобразовани . Запись на фазовом транспаранте обычно носит фрагментарный характер т.е. размер каждого отдельного элемента записи намного меньше размера всего транспаранта. В этом случае коэффициент пропускани  itx) можно представить в виде трех составл ю|1цих (фиг. 2): фона iq, (%), знакаЧэ() и знакоместа tЭЛЛ (минус единица), т.е. в любой точке транспаранта амп литудный коэффициент пропускани  складываетс  из трех составл ющих iUb-tcpCxl t,, (7 причем У р1зчиПЛзмиь-1 Поскольку размеры фрагмента фазо вой записи намного меньше всего тра спаранта Хз«Х,, то частотный спект Тф(х) соответствующий фону, будет сосредоточен вблизи оптической оси ()( 0) в области намного меньшей. .. чём спектр знака Т и знакоместа T jПоэтому трансформированный диафрагмой частотный спектр будет иметь вид -n.VV xVJ exp jocUT t VT.t,). результате обратного Фурье-преобразовани  комплексна  амплитуда изображени  пропорциональна сумме векторов: знака, знакоместа и транс-формированного вектора фона (фиг. 3, справа) -1. « 4 ii«pi t7i7) exp jcfCx),t3«(x)-i (JO) Из этого векторного представлени  (фиг. 3) видно, что амплитуда А значит и  ркость изображени , достигает своего максимального значени , если трансформированный вектор фона tq, направл ц посредине между векторами знака -t-j и знакоместаЬл ц..Это обеспечиваетс  при ei - Cii + tf) / 2 Так, например, если фазова  неоднородность вносит разность фаз f 1х) Ti, то 66 (.1 +1i) IQ 1 приводит к трехкратному увеличению амплитуды и, следовательно, к дев тикратному увеличению  ркости визуализированного изображени  по сравнению с общей фоновой освещенностью. Использование дл  визуализации такой фазовой неоднородности (метод Цернике) обеспечивает только п тикратное увеличение  ркости изображени  над фоном, а метод темного пол  - четырехкратное. Использование предлагаемого технического решени  позвол ет при сохранении  ркости изображени  элементов записи уменьшить в 1,8-2,2 раза мощность источника света.The invention relates to automation and computing and can be used in devices for selecting information recorded on a phase transparency. A known method of displaying information from a phase transparency, based on introducing amplitude or phase changes in the diffracted radiation on the phase transparency 1 The disadvantage of the known method is the low contrast of the displayed information. The closest to the present invention is a method of displaying information from a phase transparency, based on spatial modulation of a quasi-monochromatic optical signal by a phase transparency of variable optical thickness, changing in accordance with the recorded information, converting the resulting optical signal to the spatial spectrum of elementary optical signals, changing the phase of an elementary optical signal. optical signal of zero spatial frequency by a value corresponding to a quarter of the length wave, and inverse transform of the spatial spectrum of elementary optical signals 2j. The disadvantage of such a device. is a low contrast display of information. The purpose of the invention is to increase the contrast of the displayed information. This goal is achieved by the fact that according to the method of displaying information from a phase transparency, based on spatial modulation of a quasi-monochromatic optical signal by a phase transparency of variable optical thickness, changing in accordance with the recorded information, converting the resulting optical signal to the spatial spectrum of elementary optical signals, changing phase elementary optical signal of zero spatial frequency by an amount corresponding to four ti wavelength, and reverse transformation prostranstvennogo.spektra i elementary optical signals, an optical signal phase elemental zero spatial frequency is further varied by an amount corresponding to half the variations of the optical recording tolschinyuchastkov phase transparency. In FIG. 1 shows an optical diagram of a device implementing the proposed method for displaying information from a phase transparency; Fig. 2 shows the complex amplitude transmittance of the phase transentrant; in Fig. 3, the vector components of the complex transmittance of the phase transparency. The device (FIG. 1) consists of a quasi-monochromatic radiation source 1 located in front of the co-sensor 2, which forms a beam illuminating the phase transparency 3; lens 4, which creates a spatial Fourier spectrum of the transparency in the frequency plane, in which the imaging diaphragm 5 and the screen 6 are located. The diaphragm 5 has a variable optical thickness, which varies abruptly in the area of the zero diffraction order by the value of e-9v / 4 + b / 2 , (1) where is the change in the optical thickness of the visualizing diaphragm in the region of determining the zero diffraction order; T is the wavelength of a quasimonochromatic radiation source; D - change the optical thickness in the displayed portion of the recording phase of the transparency. Recording information on the phase of transmission and its display is as follows. As a result of the passage of radiation through the imaging diaphragm. 5, a transformed Fourier spectrum of the transparency Z is formed. A layer of free space between the diaphragm 5 and the screen 6 provides the reverse Fourier transform, as a result of which the image of the transparency is restored. The process of reconstructing the rendered image of the phase transparency can be described using Fourier optics. For a presentation, consider a point source. In this case, the complex amplitude transmittance of the visualizing diaphragm is described by the expression 5 d (-}) () (2) 1 prc-) x1H modulus of amplitude transmittance Ig at .x Of the phase change corresponding to the change in the thickness of the diaphragm, i.e.6 K give / ft. A spatial signal is formed in the plane of the imaging diaphragm, describing the Fourier spectrum of the transparency TI). where F is the Fourier transform operator; t (x) is the complex amplitude transmittance of the phase transparency, which is described by means of the phase change. where F is the operator of inverse Fourier transform. Phase transparency writing is usually fragmented i.e. the size of each individual element of the record is much smaller than the size of the entire banner. In this case, the transmittance itx) can be represented in the form of three components | 1 of such (Fig. 2): background iq, (%), the sign Che () and familiarity tALL (minus one), i.e. at any point of the transparency of the amplitude, the transmittance transmittance consists of three components iUb-tcpCxl t ,, (7 and U p1chchiPLzmi-1 Since the size of the fragment of the phase recording is much smaller than the whole tract sparanta background, will be concentrated near the optical axis () (0) in a region much smaller ... which is the spectrum of the sign T and familiarity T j Therefore, the diaphragm-transformed frequency spectrum will look like -n.VV xVJ exp jocUT t VT.t,). the result of the inverse Fourier transform of the complex amplitude of the image is proportional to the sum of the vectors: sign, familiarity, and the transformed background vector (Fig. 3, right) -1. "4 ii" pi t7i7) exp jcfCx), t3 "(x) -i (JO) From this vector representation (Fig. 3), it can be seen that the amplitude A means also the brightness of the image reaches its maximum value if the transformed background vector tq , in the middle between the vectors of the –tj sign and familiarity. This is ensured when ei - Cii + tf) / 2. For example, if the phase heterogeneity is introduced by the phase difference f 1x) Ti, then 66 (.1 + 1i) IQ 1 leads to a threefold increase in amplitude and, therefore, to a ninefold increase in the brightness of the rendered image compared to the total background lighting. The use of such a phase heterogeneity for visualization (the Zernike method) provides only a fivefold increase in the brightness of the image above the background, and the dark field method provides a fourfold one. The use of the proposed technical solution allows, while maintaining the brightness of the image of the recording elements, to reduce by 1.8-2.2 times the power of the light source.

Фиг. гFIG. g

,(x}, (x}

Imitfxl Keii(xlImitfxl Keii (xl

Claims (1)

СПОСОБ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ С ФАЗОВОГО ТРАНСПАРАНТА, основанный на пространственной модуляции квазимонохроматического оптического сигнала фазовым транспарантом переменной оптической толщины, изменяющейся в соответствии с записанной информацией, преобразовании результирующего оптического сигнала в пространственный спектр элементарных оптических сигналов, изменении фазы элементарного оптического сигнала нулевой пространственной частоты на величину, соответствующую четверти длины волны, и обратном преобразовании пространственного спектра элементарных оптических сигналов, отличающийся тем, что, с целью увеличения контраста отображаемой информации, фазу элементарного оптического сигнала нулевой пространственной частоты дополнительно из·; меняют на величину, соответствующую ' половине изменения оптической толщины участков записи фазового транспа-· ранта. I/ ,(11)METHOD FOR DISPLAYING INFORMATION FROM A PHASE TRANSPARANT, based on spatial modulation of a quasimonochromatic optical signal by a phase transparency of variable optical thickness, changing in accordance with the recorded information, converting the resulting optical signal into the spatial spectrum of elementary optical signals, changing the phase of the elementary optical signal of zero spatial frequency by quarter wavelength, and the inverse transformation of spaces nnogo elementary spectrum of optical signals, characterized in that, to increase the contrast of the display information, the phase of the elementary optical signal zero spatial frequency further from +; change by a value corresponding to half the change in the optical thickness of the recording sections of the phase transparency. I /, (11)
SU823499024A 1982-10-06 1982-10-06 Method for displaying information from phase tranparency SU1072074A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823499024A SU1072074A1 (en) 1982-10-06 1982-10-06 Method for displaying information from phase tranparency

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823499024A SU1072074A1 (en) 1982-10-06 1982-10-06 Method for displaying information from phase tranparency

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1072074A1 true SU1072074A1 (en) 1984-02-07

Family

ID=21031674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823499024A SU1072074A1 (en) 1982-10-06 1982-10-06 Method for displaying information from phase tranparency

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1072074A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5650632A (en) * 1994-12-28 1997-07-22 International Business Machines Corporation Focal plane phase-shifting lithography

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. патент US 2995067, кл. 350-162, 1966. 2. Сороко Л. М. Гильберт-оптика. М., Наука, 1981, с. 36-38 (прототип) . *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5650632A (en) * 1994-12-28 1997-07-22 International Business Machines Corporation Focal plane phase-shifting lithography
US5717218A (en) * 1994-12-28 1998-02-10 International Business Machines Corporation Focal plane phase-shifting lithography

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5148502A (en) Optical image input/output apparatus for objects having a large focal depth
JP2527807B2 (en) Optical associative identification device
EP0516106B1 (en) An optical pattern recognition apparatus with coordinate conversion function
JPS6254284A (en) Apparatus for stressing optical characteristic
EP0088890B1 (en) Electron holography microscope
SU1072074A1 (en) Method for displaying information from phase tranparency
US3488106A (en) Spatial filtering system for performing differentiation
JPH079560B2 (en) Matched filtering method
KR100664872B1 (en) Display Device using 1 Dimensional Hologram
JP2000088657A (en) Method for measuring wavelength of extremely short light pulse
JP3062664B2 (en) Optical pattern recognition device having coordinate conversion function
Cacciani et al. Observations of vector magnetic fields with a magneto-optic filter
JP2658679B2 (en) Phase shift mask design data verification device
US3642350A (en) Computer-generated filtering method
Goldstein A quantitative computer simulation of microscopic imaging
US3738731A (en) Varying area optical processing fourier analyzer
SU1564663A1 (en) Method of representation of information of the same type from phase light panel
SU894752A1 (en) Method of displaying information recorded on phase transparancy
Salvi et al. An undergraduate experiment to illustrate spatial transfer function concepts in Fourier optics
KR950004508B1 (en) Logarithmic polar coordinate transforming method vision recognizing method and optical information processing apparatus
Considine et al. Optical image enhancement and image restoration
JPH05119296A (en) Optical device
Rhodes Log-frequency variable resolution optical spectrum analysis using holographic mapping techniques
SU1629870A1 (en) Optical analyzer of low spatial frequencies
Sagan et al. Optimized visualization of phase objects with semiderivative real filters