Моделирование и оптимизация процесса формирования голографических изображений на основе эффективных методов расчета электромагнитных полей

• Автор: Князьков, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Содержание

Список обозначений и сокращений

Введение

1 Постановка задачи.

1.1 Методы создания серой голограммы

1.2 Восстановление

1.3 Выбор модели

1.4 Бинаризация

1.5 Качество голографического изображения

2 Исследование ускоренных методов расчета электромагнитных полей.

2.1 Постановка задачи

2.2 Применение прямых методов расчета и методов с БПФ
2.2.1 Метод простого суммирования
2.2.2 Разбиение изображения на прямоугольники
2.2.3 Использование быстрого преобразования Фурье
2.2.4 Составление голограммы сложного изображения из голограмм простых элементов
2.2.5 Трудоемкость алгоритмов и асимптотика количества операций
2.3 Метод большого пиксела
2.3.1 Разбиение изображения на большие пикселы
2.3.2 Реализация метода большого пиксела на кластерной ВС.
2.3.3 Пример численного расчета
2.3.4 Применение метода большого пиксела для восстановления и оптимизации
2.4 Анализ результатов и выводы
3 Оптимизация серой голограммы.
3.1 Постановка задачи
3.2 Коррекции объектного поля
3.3 Оптимизация методом локальных вариаций
3.3.1 Описание алгоритма

3.3.2 Примеры
3.3.3 Организация вычислений
3.3.4 Сравнение с методом градиентного спуска
3.4 Анализ результатов и выводы
4 Исследование и оптимизация структуры, анализ масштабируемости параллельного программного комплекса расчета голограмм.
4.1 Описание параллельного программного комплекса
4.2 Исследование параллельных свойств программного комплекса
4.3 Использование ОРИ
4.4 Анализ результатов и выводы
5 Примеры расчетов и численного моделирования.
5.1 Создание изображения миры
5.2 Оценка предельного разрешения
5.3 Устойчивость изображения к дефектам голограммы
5.4 Подавление 0-го порядка дифракции
5.5 Расчет файлов голограмм для её изготовления
5.6 Анализ результатов и выводы
Заключение

Список обозначений и сокращений.
¥(х,у) - излучение, падающее на голограмму - "восстанавливающая волна" Онху - плоскость голограммы
Е(х, у) - комплекснозначная функция пропускания голограммы - "комплексная голограмма"
Т(х,у) - вещественнозначная функция пропускания голограммы - "серая голограмма"
В(х, у) - бинарная функция пропускания голограммы - "бинарная голограмма"
Ь - размер голограммы
С}{х,у) - поле подсветки после прохождения через голограмму <1 - расстояние между голограммой и плоскостью микросхемы - плоскость изображения /),(£. г/) - интенсивность излучения в объектной плоскости - "изображение" а - размер изображения (£с> Vс) - центр изображения 9о(Ф ??) - желаемое изображение

Рис. 14: Функции |/і(ж)| и |/2(ж)| при L/X = 20.
Рис. 15: Функции |/і(а;)| и І/гО^)] при L/X = 40.