Digital holografi
Digital holografi hänvisar till insamling och bearbetning av hologram med en digital sensoruppsättning, vanligtvis en CCD-kamera eller en liknande enhet. Bildåtergivning eller rekonstruktion av objektdata utförs numeriskt från digitaliserade interferogram. Digital holografi erbjuder ett sätt att mäta optisk fasdata och levererar typiskt tredimensionella bilder med yta eller optisk tjocklek. Flera inspelnings- och bearbetningsscheman har utvecklats för att bedöma optiska vågegenskaper som amplitud, fas och polarisationstillstånd, vilket gör digital holografi till en mycket kraftfull metod för metrologiapplikationer.
Digital inspelning och bearbetning av hologram
Off-axel konfiguration
I konfigurationen utanför axeln används en liten vinkel mellan referens- och objektstrålarna för att förhindra överlappning av korsslagsbidragen mellan objektets och referensoptiska fälten med de självslagande bidragen från dessa fält. Dessa upptäckter gjordes av Emmett Leith och Juris Upatnieks för analog holografi och anpassades därefter till digital holografi. I denna konfiguration krävs endast ett enda inspelat digitalt interferogram för bildrekonstruktion. Ändå kan denna konfiguration också användas i samband med tidsmoduleringsmetoder, såsom fasförskjutning och frekvensförskjutning för högkänslighetsmätningar i svagt ljus.
Fasskiftande holografi
Den fasskiftande (eller fasstegade) digitala holografiprocessen innebär att man fångar flera interferogram som vart och ett indikerar de optiska fasförhållandena mellan ljus som returneras från alla punkter på det upplysta objektet och en kontrollerad referensljusstråle. Den optiska fasen för referensstrålen skiftas från ett samplade interferogram till nästa. Från en linjär kombination av dessa interferogram bildas hologram med komplexa värden. Dessa hologram innehåller amplitud- och fasinformation för den optiska strålningen som diffrakteras av objektet i sensorplanet.
Frekvensskiftande holografi
Genom användning av elektrooptiska modulatorer (Pockel-celler) eller akusto-optiska modulatorer (Bragg-celler) kan referenslaserstrålen frekvensförskjutas med en avstämbar kvantitet. Detta möjliggör optisk heterodyndetektering , en frekvensomvandlingsprocess som syftar till att skifta en given radiofrekvent optisk signalkomponent i sensorns tidsmässiga bandbredd. Frekvensförskjutna hologram kan användas för smalbandig laserdoppleravbildning .
Multiplexering av hologram
Att samtidigt adressera distinkta domäner av den temporala och rumsliga bandbredden för hologram utfördes med framgång för vinkel-, våglängds-, rymddelnings-, polariserings- och sidobandsmultiplexeringsscheman. Digitala hologram kan multiplexeras och demultiplexas numeriskt för effektiv lagring och överföring. Amplitud och fas kan återställas korrekt.
Superupplösning i digital holografi
Superupplösning är möjlig med hjälp av ett dynamiskt fasdiffraktionsgitter för att syntetiskt öka CCD-matrisens apertur. Superlokalisering av partiklar kan uppnås genom att anta ett samdesignschema för optik/databehandling.
Optisk sektionering i digital holografi
Optisk sektionering, även känd som sektionsbildrekonstruktion, är processen att återskapa en plan bild på ett visst axiellt djup från ett tredimensionellt digitalt hologram. Olika matematiska tekniker har använts för att lösa detta problem, med invers avbildning bland de mest mångsidiga.
Utöka fokusdjupet genom digital holografi i mikroskopi
Genom att använda 3D-avbildningskapaciteten hos Digital Holography i amplitud och fas är det möjligt att utöka fokusdjupet i mikroskopi.
Kombination av hologram och interferometrisk mikroskopi
Den digitala analysen av en uppsättning hologram inspelade från olika riktningar eller med olika riktning av referensvågen tillåter numerisk emulering av ett objektiv med stor numerisk bländare , vilket leder till motsvarande förbättring av upplösningen. Denna teknik kallas interferometrisk mikroskopi .
Se även
Vidare läsning
- Grilli, S.; Ferraro, P.; Nicola, S. De; Finizio, A.; Pierattini, G.; Meucci, R. (2001). "Rekonstruktion av hela optiska vågfält genom digital holografi" . Optik Express . 9 (6): 294–302. Bibcode : 2001OExpr...9..294G . doi : 10.1364/OE.9.000294 . PMID 19421300 .