Визуализация и исследование фазовых объектов в когерентных оптических системах

• Автор: Кособурд, Татьяна Петровна
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Горький
• Количество страниц: 180 c. : ил

Введение ГЛАВА I. Визуализация и определение параметров прозрачных объектов теневыми методами
1.1. Формирование изображения фазового объекта методами темного поля и фазового контраста
1.2. Оптимальные параметры оптической схемы и погрешности теневой методики при малых фазовых набегах
1.3. Методика восстановления фазы при больших фазо -вых набегах и ее погрешности. Оптимальные параметры теневой установки.
1.4. Экспериментальное применение метода нити в фокусе для диагностики плазменных объектов
1.5. Некоторые особенности формирования изображения фазового объекта методами ножа Фуко и фильтра Гильберта

1.6. Сравнение теневых методов

1.7. Искажение изображения двумерных объектов при использовании одномерных экранов

1.8. Совместное использование разных теневых методов для ликвидации неоднозначности при построении фазового профиля

ГЛАВА 2. Метод расфокусированных диафрагм

2.1. О роли дифракции в методе расфокусированных диафрагм

2.2. Оптическая схема с периодической диафрагмой
2.3. Оптическая схема для двухчастотной диагностики фазовых объектов с собственным свечением и её применение для исследования динамики аэрозоль-

ной лазерной искры
ГЛАВА 3. Визуализация периодических фазовых рельефов в
свободном пространстве
3.1. Особенности дифракции на периодических структурах конечной длины
3.2. Визуализация периодических фазовых рельефов в области дифракции Френеля
3.3. Периодические структуры и визуализация непериодических объектов в свободном пространстве
3.4. Влияние крупномасштабных шумов на визуализацию периодических фазовых структур
ГЛАВА 4. Визуализация фазовых рельефов в зоне Фраунгофера
4.1. 0 структуре пространственного спектра апертурно ограниченного фазового объекта
4.2. Оценка ширины пространственного спектра
фазового объекта
4.3. Изменение масштаба пространственного спектра объекта
4.4. Изменение масштаба пространственного спектра объекта наклонно установленной периодической структурой
Заключение
Литература

Настоящая диссертация посвящена исследованию некоторых методов визуализации и измерения параметров объектов, изменяющих фазу прошедшей через них волны (будем их называть фазовыми объектами). Это всевозможные прозрачные материалы (например, стекло, термо -пластик), плазменные образования (струи газовых горелок, плазмо -тронов), турбулентности в газах, прозрачных жидкостях и пр. Одна из важнейших задач при изучении этих 'объектов - определение про -филя показателя преломления в них. Оптическими методами возможно превращение модулированного по фазе поля световой волны, прошед -шей через фазовую неоднородность, в поле, модулированное по амплитуде. Эту операцию и будем называть визуализацией фазовых объектов. Различные методы визуализации отличаются не только способом создания доступной для наблюдения картины, но и методикой её расшифровки.
Актуальность задачи визуализации и диагностики фазовых объектов определяется многими практическими потребностями. Так, появление новых материалов для записи информации привело к необходимости контроля их качества С1 ] , а также качества записи на них фазовых рельефов С2] . В настоящее время методы визуализации используются в научных исследованиях в области газодинамики [33 , диагностики искусственных плазменных образований [4-9]; внутрен -них волн в стратифицированных средах [101 i при измерениях характеристик турбулентностей ГИ-137. Примером приложения методов визуализации может служить исследование роста кристаллов в условиях космоса, проводившиеся на Салюте-6 [14] и др. Отметим также, что фазовые структуры используются в качестве пространственных фильтров в оптических системах обработки изображений и играют наиболее важную роль при восстановлении сигналов П5,1б7.

Рис. 1.11а Теневое изображение холодной струи аргона
Рис. 1.116 Тенеграмма струи аргоновой плазмы, полученная
методом нити в фокусе