Статистические распределения разности фаз в лазерных спекл-полях и цифровая спекл-интерферометрия

• Автор: Мысина, Наталья Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 173 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Свойства оптических спекл-модулированных полей

1.1. Постановка задачи

1.2 Формирование и свойства спекл-структур

1.2.1 Формирование спекл-модулированных полей

1.2.2 Статистические свойства спекл-полей

1.2.3 Оптические схемы записи цифровых Фурье-спеклограмм

1.2.4 Свойства дифракционных спекл-полей при использовании симметричных апертур рассеивателей

1.3 Методы лазерной спекл-интерферометрии

1.3.1 Особенности реализации цифровой спекл-интерферометрии

1.3.2 Способы и схемы аналогового метода лазерной спекл-интерферометрии
1.3.3 Дискретное Фурье-преобразование в методе цифровой спекл-фотографии
1.3.4 Интерференционные измерения микросмещений поверхности рассеивающего объекта на основе корреляционной анализа
1.4 Выводы
ГЛАВА 2 Исследование статистических свойств пространственного распределения разности фаз дифракционного спекл-модулнрованного поля
2.1 Постановка задачи
2.2 Численный эксперимент по исследованию статистического распределения разности фаз в спекл-поле
2.2.1 Функция пространственной поперечной корреляции комплексной амплитуды спекл-поля в дальней области дифракции
2.2.2 Статистическое распределение разности фаз в двух точках спекл-поля
2.2.3 Влияние формы апертуры на статистическое распределение разности фаз в двух точках спекл-поля в дальней области дифракции
2.2.4 Пространственное распределение плотности вероятности разности фаз в развитом спекл-модулированном поле в дальней области дифракции
2.3 Натурный статистический эксперимент по определению разности фаз в двух точках спекл-поля с использованием интерферометра Юнга
2.3.1 Схема реализации натурного статистического эксперимента
2.3.2 Численная обработка дифракционных гало с использованием корреляционного анализа
2.3.3 Анализ полученных в натурном эксперименте гистограмм плотности распределения вероятности разности фаз
2.4 Исследование поперечной корреляции интенсивности спекл-полей с помощью корреляционного метода
2.5 Выводы
ГЛАВА 3 Реконструкция комплексной амплитуды по зарегистрированной интенсивности дифракционного спекл-поля
3.1. Постановка задачи
3.2 Восстановление изображения объекта по записи дифракционного поля при отсутствии опорного пучка
3.3 Метод улучшения качества изображения, реконструированного по зарегистрированной интенсивности дифракционного спекл-поля
3.4 Выводы
ГЛАВА 4 Цифровая интерферометрия с записью спекл-етруктуры дифракционного поля и сфокусированного изображения
4.1 Постановка задачи
4.2 Методы цифровой двухэкспозиционной лазерной спекл-интерферометрии для измерения микроперемещений рассеивающих объектов
4.2.1 Процессы формирования дифракционного гало
4.2.2 Особенности реализации метода цифровой спекл-фотографии с записью дифракционного поля в дальней области дифракции
4.2.3 Цифровая спекл-фотография с использованием пространственной фильтрации для определения неоднородных микросмещений
4.2.4 Цифровая спекл-интерферометрия сфокусированного изображения для измерения поперечных микросмещений
4.3 Метод цифровой лазерной голографической интерферометрии
4.3.1 Цифровая лазерная голографическая интерферометрия с записью Фурье-голограмм
4.3.2 Метод голографической безопорной интерферометрии
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

это достигается за счет уменьшения размера источника и использования линзы с достаточно большим фокусным расстоянием/
Цифровое изображение спекл-структуры, создаваемой источником в форме кольца, зарегистрированное с помощью фотокамеры с несъемным объективом представлено на рис. 1.9. Кольцевая область с повышенной интенсивностью на рис. 1.9,а обусловлена проявлением не рассеянной компоненты лазерного излучения, прошедшего через рассеиватель.
Рис. 1.9. Цифровое изображение спекл-структуры: а) - цифровое изображение спекл-структуры, полученное в дальней области дифракции;
б) - увеличенный фрагмент
Пространственное распределение интенсивности объектного поля несет частичную информацию об изображении объекта. Для рассеивающего объекта отдельные спеклы дифракционного поля при голографической регистрации служат элементарными дифракционными ячейками, несущими информацию о фазе и амплитуде объектной волны. В отсутствии опорной волны эти информационные ячейки утрачивают фазовую информацию и, как следствие, утрачивается возможность восстановления полной информации о поле и изображении объекта.
Оптические схемы записи линзовой и безлинзовой цифровых фурье-спеклограмм представлены на рис. 1.10. В безлинзовой схеме записи для более точного выполнения условия дальнего поля дифракции и выполнения фурье-преобразования объектного поля необходимо использовать квазисферическую освещающую волну, сходящуюся в плоскости регистрации