SU1108380A1 - Optical system for picture restoration - Google Patents

Optical system for picture restoration Download PDF

Info

Publication number
SU1108380A1
SU1108380A1 SU833622570A SU3622570A SU1108380A1 SU 1108380 A1 SU1108380 A1 SU 1108380A1 SU 833622570 A SU833622570 A SU 833622570A SU 3622570 A SU3622570 A SU 3622570A SU 1108380 A1 SU1108380 A1 SU 1108380A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
resonator
image
focal plane
output
lens
Prior art date
Application number
SU833622570A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Константинович Аблеков
Юрий Никифорович Денисов
Михаил Федорович Дмитриев
Сергей Анатольевич Колядин
Александр Викторович Фролов
Original Assignee
Предприятие П/Я М-5539
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 М-5539 filed Critical Предприятие П/Я М-5539
Priority to SU833622570A priority Critical patent/SU1108380A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1108380A1 publication Critical patent/SU1108380A1/en

Links

Abstract

ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержаща  резонатор, образованный глухим и выходным отражател ми, активную среду, размещенную внутри этого резонатора, положительную линзу и систему регистрации восстанавливаемого изображени , причем выходной отражатель резонатора совмещен с передней фокальной плоскостью, указанной линзы ,а система регистрации восстанавливаемого изображени  - с ее задней фокальной плоскостью, о тличающа с  тем, что, с целью повышени   ркости и качества восстанавливаемого изображени  исходного объекта, имеющего равномерное распределение  ркости, глухой отражатель резонатора вьтолнен в виде  чейки обращени  волнового фронта, a его выходной отражатель - в виде полупрозрачного зеркала с отверсти ми , координаты которых соответствуют нулевым значени м функции распределени  интенсивности Фурье-спектра исходного объекта.OPTICAL IMAGE RESTORATION SYSTEM containing a resonator formed by deaf and output reflectors, an active medium placed inside this resonator, a positive lens and a recording image registration system, the output reflector of the resonator combined with the front focal plane of the indicated lens, and the registration system of the restored image with its back focal plane, in order to increase the brightness and quality of the restored image of the original an object having a uniform luminance distribution, a deaf resonator of the resonator is made in the form of a wavefront reversal cell, and its output reflector is in the form of a semitransparent mirror with holes whose coordinates correspond to zero values of the source object's intensity distribution function.

Description

00 ОО 00 I-Изобретение относитс  к прикладной оптике и может быть использовано дл  повышени   ркости и качества восстанавливаемого изображени  объекта по распределению интенсивности его Фурье-спектра дл  систем переда чи и обработки оптической информации . Известно топографическое устройство дл  восстановлени  изображени  объекта по распределению интенсивности , зарегистрированному в Фурьеобласти с использованием опорной волны, содержащее системы формирова ни  предметной и опорной волн, перв линзу и регистрирующую среду, напри мер фотопластину, в задней фокальной плоскости этой линзы на фотопла тинке регистрируетс  интерференцион на  картина(голограмма)в виде распр делени  интенсивности двух волн, комплексные амплитуды которых в плоскости голограммы  вл ютс  Фурье образами объекта и опорного источни расположенных в передней фокальной плоскости указанной линзы 1. При освещении такой голограммы, установленной в передней фокальной плоскости второй линзы, плоской волной в задней фокальной плоскости этой линзы будет иметь место восста новление двух сопр женных изображений исходного объекта и изображени  опорного источника. Однако в образовании действитель ных сопр женных изображений участвует лишь несколько процентов подаю щей световой энергии, поскольку остальное излучение проходит без дифракциинапр мую и тер етс . Этим обусловлена низка   ркость изображе ни . Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности  вл етс  оптическа  система восстановлени  изоЬражени , содержаща  резонатор, образованный глухим и выходным отражател ми, активную среду, разме . щенную внутри этого резонатора, положительную линзу и систему регис рации восстанавливаемого изображе- ни , причем выходной отражатель резонатора совмещен с передней фо .калькой плоскостью указанной линзы а система регистрации восстанавливаемого изображени  - с ее задней фокальной плоскостью L23. В этой системе глухой отражатель ,выполнен зеркальным а выходной 80 представл ет собой голограмму исходного объекта. При этом  ркость формируемых в нем изображений заметно повышаетс  по сравнению с предыдущей конструкцией. Однако известное устройство позвол ет использовать лишь 50% мощности лазера дл  образовани  исходного изображени , так как здесь формируютс  два действительных изображени . Кроме того, в таком резонаторе полностью не обеспечиваетс  условие самовоспроизводства волнового пол  при каждом циклическом обходе резонатора , что приводит к амплитуднофазовым искажени м в формируемом изображении и, как следствие, к ухудшению его качества. Цель изобретени  - повьш1ение  ркости и качества восстанавливаемого изображени  исходного объекта, имеющего равномерное распределение  ркости. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в оптической системе восстановлени  изображени , содержащей резонатор, образованный глухими выходным отражател ми, активную среду, размещенную внутри этого резонатора , положительную линзу и систему регистрации восстанавлив.аемого изображени , причем выходной отражатель резонатора совмещен с передней фокальной плоскостью указанной линзы, а система регистрации восстанавливаемого изображени  - с ее задней фокальной плоскостью, глухой отражатель резонатора вьшолнен в виде  чейки обращени  волнового фронта, а его выходной отражатель - в виде полупрозрачного зеркала с отверсти ми, координаты которых соответствуют нулевым значени м функции распределени  интенсивности Фурье-спектра исходного объекта. На чертеже представлена оптическа  схема предлагаемой системы. Оптическа  система восстановлени  изображени  объекта по распределению интенсивности его Фур ье-спектра содержит резонатор, образованный глухим отражателем ,выполненным в виде  чейки обращени  волнового фронта, например полого стекл нного световода, наполненного сероуглеродом , и выходным отражателем 2, выполненным в виде полупрозрачного зеркала с отверсти ми, координаты которых соответствуют нулевым значени м функции распределени  интенсивности Фурье-спектра исходного объекта. Внутри резонатора размещено активное тело 3, а на его выходе - положительна  линза 4 с фокусным рассто нием . При этом передн   фокальна  плос кость линзы 4 совмещена с выходным отражателем 2, а ее задн   фокальна  плоскость - с ситемой регистрации восстанавливаемого изображени  5, вьшолненной, например, в виде фотопластинки. Предлагаемое устройство работает следующим образом. При рассмотренном выполнении резонатора внутри него формируетс  самосогласованное поле, т.е. поле, распределение которого в любом поперечном сечении резонатора воспр изводитс  как по амплитуде, так и по фазе после каждого его обхода. При этом в резонаторе возбуждает с  така  структура самовоспроизвод  щегос  пол , котора  имеет минималь ные потери. А это означает, что в поперечном сечении, совпадающем с поверхностью выходного зеркала 2, функци  распределени  самовоспроизвод щегос  пол  имеет нулевые значени , лежащие в местах отверстий этого зеркала. Таким образом, нули самовоспроиз вод щегос  пол  в плоскости выходно го зеркала 2 совпадают с нул ми функции распределени  интенсивности Фурье-спектра объекта. Поскольку возбуждаемое внутри резонатора поле  вл етс  аналитической функцией, J котора  однозначно определ етс  своими нул ми, оно совпадает с распределением Фурье-спектра объекта. Итак, внутрирезонаторное-поле падает на выходное зеркало 2, частично отражаетс  от него, проходит через активную среду 3, усилива сь в ней, падает на  чейку обращени  волнового фронта 1 и отражаетс  от нее таким образом, что после обратного прохода с усилением через активную среду 3 самовоспроизводитс  в плоскости выходного зеркала 2. Далее часть подающего пол  снова отражаетс  от зеркала 2 и остаетс  в резонаторе дл  поддержани  колебаНИИ , а часть проходит сквозь это зеркало, причем структура пол  совпадает с распределением Фурье-спектра объекта. Излучение, выход щее из резонатора через зеркало 2, размещенное в передней фокальной плоскости линзы 4, формирует в задней фокальной плоскости этой линзы только одно изображение исходного объекта, -юнеющего равную  ркость, которое регист рируетс  на фотопластину 5. Реализаци  такого формировани  обусловлена тем, что линза 4 в данном случае осуществл ет обратное преобразование Фурье. Таким образом, предлагаемое изобретение позвол ет по сравнению с базовым объектом - прототипом повысит качество восстанавливаемого изображени  за счет устранени  искажений , вносимых активной средой и ограниченными зеркалами дифракционные искажени  , а также в 2 раза увеличить  ркость изображени  благодар  тому, что восстанавливаетс  одно действительное изображение вместо двух в прототипе.00 OO 00 I-The invention relates to applied optics and can be used to increase the brightness and quality of a reconstructed image of an object according to the intensity distribution of its Fourier spectrum for transmission systems and processing of optical information. A topographic device is known for reconstructing an image of an object from an intensity distribution recorded in a Fourier region using a reference wave, containing systems for forming subject and reference waves, a first lens and a recording medium, such as a photoplate, in the back focal plane of this lens on the photographic plate the interference is recorded on a picture (hologram) in the form of the intensity distribution of two waves, the complex amplitudes in the plane of the hologram are Fourier images of the object and reference sources located in the front focal plane of said lens 1. When illuminated with a hologram mounted in the front focal plane of the second lens, a plane wave in the back focal plane of this lens will be a restore is two conjugated image of the source object and the reference source image. However, only a few percent of the input light energy is involved in the formation of real conjugated images, since the rest of the radiation passes without diffraction directly and is lost. This is due to the low brightness of the image. Closest to the proposed technical entity is an optical image recovery system containing a resonator formed by deaf and output reflectors, active medium, size. the positive lens and the registration system of the image to be restored, the output reflector of the resonator is aligned with the front photo face of the specified lens and the registration system of the image being restored is with its back focal plane L23. In this system, a deaf reflector is made as a mirror and the output 80 is a hologram of the original object. At the same time, the brightness of the images formed in it is significantly increased compared with the previous design. However, the known device allows only 50% of the laser power to be used to form the original image, since two real images are formed here. In addition, in such a resonator, the condition of the wave field self-reproduction during each cyclic round of the resonator is not fully ensured, which leads to amplitude-phase distortions in the generated image and, as a result, its quality deteriorates. The purpose of the invention is to increase the brightness and quality of the restored image of the original object having a uniform distribution of brightness. The goal is achieved by the fact that in an optical image recovery system containing a resonator formed by deaf output reflectors, an active medium placed inside this resonator, a positive lens and a registration system of the reconstructed image, the output reflector of the resonator aligned with the front focal plane of the specified lens and the registration system of the image being restored is from its rear focal plane, the deaf resonator of the resonator is implemented in the form of a reversing cell ovogo front and its output reflector - as a semitransparent mirror with holes whose coordinates correspond to the zero values of m features intensity distribution of the Fourier spectrum of the original object. The drawing shows the optical layout of the proposed system. The optical system for reconstructing an image of an object according to the intensity distribution of its Fourier spectrum contains a resonator formed by a deaf reflector made in the form of a wavefront reversal cell, such as a hollow glass fiber filled with carbon disulfide, and an output reflector 2 made in the form of a semi-transparent mirror with holes The coordinates of which correspond to zero values of the intensity distribution function of the Fourier spectrum of the original object. The active body 3 is placed inside the resonator, and at its output is a positive lens 4 with a focal length. In this case, the front focal plane of the lens 4 is aligned with the output reflector 2, and its rear focal plane is aligned with the registration system of the image being restored 5, executed, for example, in the form of a photographic plate. The proposed device works as follows. In the considered embodiment of the resonator, a self-consistent field is formed inside it, i.e. a field whose distribution in any cross section of the resonator is reproduced both in amplitude and in phase after each round. In this case, a self-reproducing field with a minimum loss excites a resonator in the cavity. This means that in the cross section that coincides with the surface of the output mirror 2, the distribution function of the self-reproduction floor has zero values lying in the places of the holes of this mirror. Thus, the zeros of the self-reproducing water floor in the plane of the output mirror 2 coincide with the zeros of the intensity distribution function of the Fourier spectrum of the object. Since the field excited inside the resonator is an analytical function, J which is uniquely determined by its zeros, it coincides with the distribution of the Fourier spectrum of the object. So, the intracavity field falls on the output mirror 2, is partially reflected from it, passes through the active medium 3, amplifies in it, falls on the cell of the inversion of the wave front 1 and is reflected from it in such a way that after the reverse passage with amplification through the active medium 3 self-replicates in the plane of the output mirror 2. Next, part of the feeding field is again reflected from mirror 2 and remains in the resonator to maintain oscillation, and part passes through this mirror, the field structure coinciding with the Fourier spectrum distribution object. The radiation emitted from the resonator through the mirror 2, placed in the front focal plane of lens 4, forms in the rear focal plane of this lens only one image of the original object, a uniform brightness, which is registered to the photoplate 5. The implementation of this formation is due to the fact that lens 4 in this case performs the inverse Fourier transform. Thus, the present invention allows, in comparison with the basic prototype object, to improve the quality of the reconstructed image by eliminating distortions introduced by the active medium and diffraction distortions limited by mirrors, and also to increase the image brightness by a factor of 2 due to the fact that one real image is restored instead of two in the prototype.

Claims (1)

ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащая резонатор, образованный глухим и выходным отражателями, активную среду, размещенную внутри этого резонатора, положительную линзу и систему регистрации восстанавливаемого изображения, причем выходной отражатель резонатора совмещен с передней фокальной плоскостью, указанной линзы ,а система регистрации восстанавливаемого изображения - с ее задней фокальной плоскостью, о тличающаяся тем, что, с целью повышения яркости и качества восстанавливаемого изображения исходного объекта, имеющего равномерное распределение яркости, глухой отражатель резонатора выполнен в виде ячейки обращения волнового фронта, а его выходной отражатель - в виде полупрозрачного зеркала с отверстиями, координаты которых соответствуют нулевым значениям функции распределения интенсивности Фурье-спектра исходного объекта.OPTICAL SYSTEM FOR RECONSTRUCTION OF THE IMAGE, containing a resonator formed by a deaf and output reflectors, an active medium located inside this resonator, a positive lens and a registration system for the reconstructed image, the output reflector of the resonator being aligned with the front focal plane of the specified lens, and the registration system of the reconstructed image with its back focal plane, characterized in that, in order to increase the brightness and quality of the restored image, the original object a having a uniform brightness distribution, the blind cavity reflector is made in the form of a wavefront reversal cell, and its output reflector is made in the form of a translucent mirror with holes whose coordinates correspond to zero values of the distribution function of the Fourier spectrum intensity of the original object. 086801ГП5 > 1108380086801GP5> 1108380
SU833622570A 1983-07-15 1983-07-15 Optical system for picture restoration SU1108380A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833622570A SU1108380A1 (en) 1983-07-15 1983-07-15 Optical system for picture restoration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833622570A SU1108380A1 (en) 1983-07-15 1983-07-15 Optical system for picture restoration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1108380A1 true SU1108380A1 (en) 1984-08-15

Family

ID=21074641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833622570A SU1108380A1 (en) 1983-07-15 1983-07-15 Optical system for picture restoration

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1108380A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Кольер Р., Берхарт К., Лин Л. Оптическа голографи . М., Мир, 1973, с. 237-241. 2. Дж.Строук. Введение в когерентную оптику и голографию. М., Мир, с.325(прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Brooks et al. 9A9-Pulsed laser holograms
US4458981A (en) Holographic movie device
US3774986A (en) Recording superimposed holograms
US5270853A (en) Method and apparatus for imaging an object in or through a scattering medium by using multiple-wave mixing
US3729249A (en) Method and apparatus for large object interference pattern recording
SU1108380A1 (en) Optical system for picture restoration
US4527132A (en) Device for evolutive illumination of an object
US4353616A (en) Optical device for printing planar objects
Ennos Holography and its applications
US3862357A (en) Hologram recording and reconstructing system
US3501216A (en) Controlled transmission of waves through inhomogeneous media
US3799643A (en) Laser spatial coherence compensation in holography
RU94032157A (en) METHOD AND DEVICE FOR RECORDING INFORMATION
US3531589A (en) Holographic method of selectively transmitting changes in a scene
US3466110A (en) Laser projector for phase modulating objects
US3541252A (en) Holographic method for viewing changes in a scene
US3617754A (en) Scanned object holography
US3858963A (en) Transverse mode selection in lasers for holography
US3937554A (en) Holograms impregnated with laser active material
US3528719A (en) Multipass holographic interferometer
US3970390A (en) Multifrequency laser oscillator for holographic contouring
US3533675A (en) Small-angle interferometer for making holograms
SU814099A1 (en) Device for producing holograms
US3603662A (en) Two-beam, wide-viewing angle holographic apparatus
GB1280996A (en) Holography