Статистические распределения разности фаз в лазерных спекл-полях и цифровая спекл-интерферометрия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, кандидат наук Мысина, Наталья Юрьевна
- Специальность ВАК РФ01.04.21
- Количество страниц 173
Оглавление диссертации кандидат наук Мысина, Наталья Юрьевна
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-модулированного 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-структуры 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
157
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Лазерная физика», 01.04.21 шифр ВАК
Восстановление изображений и спекл-интерферометрия в условиях записи дифракционных полей2009 год, доктор физико-математических наук Горбатенко, Борис Борисович
Восстановление изображения объекта по спекл-структуре дифракционного поля2007 год, кандидат физико-математических наук Максимова, Людмила Александровна
Исследование явления интерференции частично-развитых спекл-полей в зоне дифракции пространственно-модулированного лазерного пучка на случайных фазовых объектах2000 год, кандидат физико-математических наук Чаусский, Анатолий Анатольевич
Методы численной коррекционной постобработки изображений в цифровой голографической интерферометрии2016 год, кандидат наук Савонин Сергей Александрович
Анализ деформаций, оптических неоднородностей и дисторсионных искажений с помощью искусственных спеклов в цифровой фотографии2013 год, кандидат наук Миронова Татьяна
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Статистические распределения разности фаз в лазерных спекл-полях и цифровая спекл-интерферометрия»
ВВЕДЕНИЕ
Явления интерференции и дифракции волн изучаются достаточно давно - со второй половины семнадцатого века [1,2]. В настоящее время эти явления продолжают интенсивно исследовать, поскольку они лежат в основе ряда новых направлений современной физической и прикладной оптики, развитие которых связано с появлением лазеров. Явления интерференции и дифракции волн лазерного излучения лежат в основе голографии [3-5], оптики спеклов [6,7], оптических интерференционных измерений, включая лазерную интерферометрию [7-11], и других направлений физической оптики и применения лазерных источников света.
Методы лазерных интерференционных измерений позволяют выполнять сравнение измеряемых линейных величин с долями длины световой волны, используемой в качестве меры длины [11]. Длина волны лазерного излучения в доли микрометра стабилизированных одночастотных лазеров воспроизводится с относительной погрешностью до 10"8 и определяет высокую чувствительность и точность интерференционных измерений в широком диапазоне измеряемых величин - от долей нанометра до нескольких десятков метров [12]. Это качество лазерной интерферометрии в сочетании с бесконтактностью метода, субмикронным пространственным разрешением и высоким быстродействием выделяет этот метод измерений в перспективный для использования в прецизионных технологиях.
Успешному развитию оптики способствовало использование математического и концептуального аппарата радиофизики. В современной оптике широко применяется теория линейных систем, принципы согласованной фильтрации, методы статистической радиофизики и другие [13-15]. В теории формирования оптического изображения и применения оптики для обработки информации широко используется операционные методы решения задач на основе преобразования Фурье [16], развитые в радиофизике. Современное развитие технологий позволяет реализовать в численной форме процессы формирования дифракционных полей и
оптических изображений, а также методы лазерных интерференционных измерений [17-23].
Запись амплитуды и фазы световой когерентной волны, совокупность которых содержит информацию об оптических свойствах объекта, позволяет точно воспроизводить в голографии детали объекта и его пространственное расположение. Эта особенность определила возможность практического применения "голографии в области точных измерений, порядка долей длины волны света [5,7,9]. В голографии имеется ряд трудностей - трудоемкость записи голограмм, сложность и громоздкость технологического оборудования для создания виброзащищенности, необходимость выполнения условия взаимной когерентности нескольких лазерных пучков, используемых при регистрации голограмм и голографических интерферограмм.
С необходимостью использования когерентного опорного пучка связана основная проблема реализации голографического метода. В случае записи рассеянного когерентного светового поля при отсутствии опорной волны регистрируется спеклограмма, содержащая распределение интенсивности, в котором потеряна информация о фазовом распределении поля [6,7,24,25]. Дифракционное преобразование спеклограммы, в частности Фурье-спеклограммы, позволяет наблюдать только дифракционное гало — пространственный спектр спеклограммы, которые содержит лишь частичную информацию об объекте - о форме его поверхности и пространственном расположении [7].
Восстановление информации об объекте в результате регистрации только интенсивности объектного дифракционного поля, без использования опорного когерентного пучка света, является важной и актуальной задачей, поскольку в ряде случаев невозможно реализовать голографический метод. В отсутствии опорного пучка на стадии регистрации фазовая информация теряется - возникает так называемая «фазовая проблема» в оптике [58]. Одно запись интенсивности в плоскости наблюдения не позволяет восстановить исходное поле - для этого необходимо использовать априорно известную
информацию о поле, как, например, информацию о распределении фазы в плоскости регистрации или о распределении интенсивности в соседних плоскостях.
Восстановление изображения объекта по зарегистрированному распределению интенсивности рассеянного им дифракционного поля представляет интерес в различных областях современной оптики: голографии и дифракционной оптике, оптических измерениях и диагностике, методах оптической обработки информации, микроскопии и т.п. Разработаны разные подходы к решению задачи восстановления изображения по записи пространственного распределения интенсивности поля [58-85], итерационные и не итерационные, для реализации которых кроме распределения интенсивности в плоскости регистрации нужна какая-либо дополнительная априорная информация.
Когерентное лазерное излучение претерпевает диффузное рассеяние и приобретает спекл-модуляцию, отражаясь от шероховатых объектов или проходя через неоднородную среду [6,7]. Поскольку природные, технические и биологические среды являются всегда в той или иной степени случайными -рассеивающими, то спекл-модуляция и спеклы появляются практически всегда, когда применяется лазерное излучение. Вследствие интерференции рассеиваемых волн, исходящих из разных точек объекта, в рассеянном излучении образуются спекл-структуры. Интенсивность рассеянного света меняется случайным образом от точки к точке в спекл-картине. Поскольку рассеивающие неоднородности имеют случайное расположение и случайные оптические параметры, то образующиеся области корреляции интенсивности - спеклы, имеют случайную форму, размеры и расположены случайным образом в плоскости наблюдения. Спекл-поля обладают ярко выраженными статистическими свойствами, исследованию которых посвящены работы [2457]. В этих работах в основном исследуются статистические свойства распределения основных параметров спекл-полей: интенсивности,
амплитуды, фазы, но мало исследованы закономерности пространственного статистического распределения разности фаз колебаний в этом поле.
Хотя спекл-структура рассеянного лазерного волнового поля не содержит полную информацию о рассеивающем объекте, тем не менее, ее параметры, включая положение спеклов в пространстве, отражают высокоточную информацию о поверхности объекта, о ее микроструктуре, форме и пространственном положении. Микросмещение или микродеформация поверхности рассеивающего объекта отражается на пространственном распределении комплексной амплитуды спекл-поля. С помощью лазерных методов спекл-интерферометрии можно определить изменение в спекл-поле и, следовательно, получить измерительную информацию об пространственных изменениях рассеивающей поверхности.
Величину однородного смещения спекл-структуры можно определять посредством измерения периода интерференционных полос в дифракционном гало, которое формируется с помощью аналогового или численного преобразования Фурье от суммы или разности спекл-картин исходного и смещенного состояния рассеивающего объекта [5-7,86,87]. В ряде случаев такой метод спекл-фотографии оказываются удобнее и проще методов голографической интерферометрии, поскольку не требуется опорный пучок света, что существенно упрощает оптическую установку и ее эксплуатацию.
Информационные свойства спекл-полей используются для высокоточного измерения смещений и деформаций шероховатых поверхностей в методах спекл-фотографии [5-7,86], в лазерной интерферометрии диффузно рассеивающих объектов и сред [5-7,88], в методах спекл-интерферометрии в оптической астрономии для наблюдения астрономических объектов через турбулентную атмосферу Земли [89-93], в системах восстановления волнового фронта [94] и формирования изображений рассеивающих объектов [95,96], в том числе в системе зрительного восприятия человека [97], в биомедицинских приложениях [98]. Использование информационных свойств спекл-полей нашло широкое
практическое применение во многих методах измерения, контроля и диагностики, для решения многих научно-технических задач в различных областях науки и техники - в машиностроении, точном приборостроении, технической диагностике, а также в биологии и медицине.
В основе интерференционных лазерных методов измерения и методов записи и восстановления изображения так или иначе используются представления о статистических свойствах диффузно рассеянных когерентных полей - спекл-модулированных оптических полях. Исследования статистических свойств спекл-полей выполнены в работах [24-57]. Однако практически не исследованными оказались статистические закономерности пространственного распределения фазы поля, связь корреляционных свойств поля с пространственным распределением плотности вероятности разности фаз поля в области корреляции комплексной амплитуды поля.
Исследования пространственных статистических фазовых распределений в спекл-модулированых полях интересны с научной точки зрения и актуальны для развития теоретических основ интерференционных измерений в рассеянном лазерном излучении. В лазерной интерферометрии с метрологической точки зрения важны представления о статистических пространственных фазовых распределениях в объектном спекл-модулированном поле, определяющие как возможность восстановления изображения объекта по записи дифракционного поля, так и параметры измерительных сигналов, формирующихся в интерференционных системах. Представления о статистических пространственных распределениях фазы в дифракционных спекл-модулированных полях могут быть использованы на практике для развития теоретических основ цифровых методов лазерных интерференционных измерений и методов восстановления изображений по записи дифракционных спекл-модулированных полей.
Развитие цифровых средств записи и обработки изображений предопределило широкое и эффективное их использование в когерентно оптических методах обработки информации и измерения. Совершенствование
лазерных методов измерения на основе использования цифровых систем записи и обработки изображений не утратили своей актуальности, поскольку это существенно расширяет функциональные и прикладные возможности лазерных интерференционных методов измерения, повышает их производительность и информативность [17-23]. В частности, высокоразрешающая цифровая запись спекл-структуры дифракционных полей и её численная обработка предоставляют не только новые возможности в изучении свойств спекл-полей, в том числе и статистических свойств, но и возможность реализации известных методов лазерных измерений в численном виде и определяют возможность разработки новых методов лазерных измерений. Использование цифровой записи спеклограмм, как в дальней области дифракции, так и, в общем случае, в ближней области дифракции, включая область расфокусированного изображения объекта, и численная обработка цифровых спеклограмм позволяет существенно расширить метрологические и функциональные возможности метода цифровой спекл-фотографии по отношению к разным типам смещений поверхности рассеивающего объекта.
Цель диссертационной работы состояла в установлении статистических закономерностей разности фаз в дифракционных лазерных спекл-модулированных полях, в развитии методов восстановления изображений и измерения микросмещений рассеивающих объектов по записи интенсивности дифракционного спекл-модулированного поля.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи.
1. Разработка схемных решений и реализация натурного эксперимента по исследованию статистических свойств распределения разности фаз спекл-поля в дальней области дифракции с использованием интерференционного эксперимента и цифровых средств обработки изображений на основе выборки с большим числом значений.
2. Установление ,с помощью численных экспериментов статистических
свойств • распределения разности фаз в лазерных диффузно-рассеянных когерентных световых полях, формируемых в дальней зоне дифракции.
3. Установление влияния формы апертуры рассеивающих объектов на статистическое распределение разности фаз в области корреляции комплексной амплитуды дифракционного спекл-поля в дальней области дифракции.
4. Установление свойств поперечной корреляции интенсивности спекл-полей, создаваемых рассеивающими источниками в дальней области дифракции.
5. Установление влияния корреляционных осцилляций комплексной амплитуды дифракционного спекл-модулированного поля на распределение плотности вероятности разности фаз поля.
6. Разработка алгоритмов и компьютерных программ обработки спекл-модулированных дифракционных картин в методах восстановления изображений рассеивающих объектов по записи интенсивности дифракционного поля и методах получения измерительной информации о микросмещениях рассеивающих объектов.
7. Разработка схемных решений для определения неоднородных микросмещений рассеивающих объектов с помощью метода цифровой двухэкспозиционной спекл-фотографии и метода корреляционной спекл-интерферометрии.
8. Разработка схемных решений и численное моделирование метода цифровой голографической интерферометрии для его реализации в безопорном варианте.
Научная новизна исследований
1. Впервые выполнены численные статистические эксперименты по определению разности фаз в двух точках спекл-поля для рассеивающих источников с различными формами апертур.
2. Впервые установлена неравномерность распределения плотности вероятности разности фаз в области корреляции комплексной амплитуды дифракционного спекл-поля и зависимость этой неравномерности от осциллирующих корреляционных свойств поля.
3. Впервые проведен натурный статистический эксперимент с численной обработкой изображений по определению разности фаз в области корреляции комплексной амплитуды дифракционного спекл-поля.
4. Разработан новый метод повышения качества изображения рассеивающего объекта, восстановленного по интенсивности дифракционного поля, основанный на использовании дополнительного численного преобразования, заключающегося в разделении спеклограммы на фрагменты, восстановлении изображения от каждого из фрагментов, некогерентном суммировании изображений и формировании усредненного по интенсивности суммарного изображения.
5. На основе формирования регулярной интерференционной картины по зарегистрированным распределениям интенсивности рассеянного спекл-модулированного поля, соответствующим различным состояниям рассеивающей поверхности, создан новый способ голографической интерферометрии без использования когерентного опорного пучка на стадии регистрации объектного поля.
6. Для реализации метода спекл-интерферометрии разработан новый метод повышения качества изображения интерференционных полос и увеличения их контраста в пространственном спектре спеклограммы путем апостериорной численной обработки дифракционного гало.
7. Разработан новый способ реализации пространственной фильтрации в методе спекл-интерферометрии для определения неоднородных микросмещений рассеивающих объектов.
Теоретическая и практическая значимость работы заключается в
возможности использования ее результатов для развития лазерных
интерференционных методов измерения и методов восстановления
изображения по структуре дифракционного поля.
Полученные статистические закономерности распределения разности фаз в дифракционных лазерных спекл-модулированных полях имеют практическое значение для решения задач, связанных с реализацией и развитием методов лазерных интерференционных измерений и восстановления изображения, основанных на регистрации дифракционных спекл-модулированных полей.
Предложенные в работе подходы для реализации лазерных методов интерферометрии расширяют функциональные и метрологические возможности существующих методов, позволяют повысить точность и расширить диапазон проводимых измерений. Предложенный способ реализации пространственной фильтрации может быть использован для определения неоднородных микросмещений рассеивающих объектов в спекл-интерферометрии. В работе развиты методы реализации безопорной голографии и голографической интерферометрии.
Теоретические и экспериментальные результаты работы по исследованию статистических закономерностей разности фаз в лазерных спекл-модулированных полях могут быть использованы при разработке новых технологий и подходов для создания дифракционных оптических элементов, новых методов лазерных интерференционных измерений параметров рассеивающих объектов.
Теоретическая значимость работы заключается в установлении статистических закономерностей распределения разности фаз в дифракционных лазерных спекл-модулированных полях, в установлении влияния корреляционных свойств, в том числе корреляционных осцилляций комплексной амплитуды спекл-модулированного поля, на распределение плотности вероятности разности фаз спекл-поля. Результаты исследований позволяют получить новые представления о свойствах лазерных спекл-модулированных полей, имеют научно-методологическое значение и могут
использоваться в сфере образования в области естественных и технических наук.
Методология и метод исследования заключаются в проведении натурных и численных экспериментов по исследованию статистических закономерностей разности фаз в дифракционных лазерных спекл-модулированных полях, теоретических и экспериментальных исследований процессов дифракции и интерференции волновых полей, в компьютерном моделирования формирования спекл-модулированных дифракционных полей, процессов записи и восстановления изображения, в использовании цифровой записи лазерных спекл-модулированных полей с целью получения измерительной информации о различного типа микросмещений рассеивающих объектов.
Достоверность научных результатов и выводов, полученных в работе, обусловливается адекватностью используемых теоретических моделей исследуемым физическим процессам, корректностью принятых упрощающих допущений, корректностью постановки численных и натурных экспериментов и соответствием их результатов теоретическим выводам, соответствием результатов численных и натурных экспериментов. Численный эксперимент проводился в строгом соответствии с математическим аппаратом дифракционных преобразований в физической оптике.
Положения и результаты, выносимые на защиту
1. Возникновение неравномерности плотности распределения вероятности разности фаз в дифракционном спекл-модулированном поле связано с пространственными корреляционными свойствами спекл-поля. При знакопеременных осцилляциях поперечной корреляционной функции спекл-поля наиболее вероятная разность фаз поля в области его корреляции есть 0 и п радиан.
2. Если корреляционная функции комплексной амплитуды спекл-модулированного поля имеет знакопеременный осциллирующий характер, то пространственная функция плотности распределения вероятности разности фаз в области корреляции комплексной амплитуды дифракционного спекл-поля носит не равномерный, а осциллирующий характер. Увеличение амплитуды осцилляций корреляционной функции комплексной амплитуды спекл-модулированного поля сопровождается увеличением амплитуды осцилляций пространственной функции плотности вероятности разности фаз.
3. Постановка и реализация численного статистического эксперимента по определению разности фаз в двух точках спекл-поля для рассеивающих источников с различными формами апертур.
4. Метод повышения качества изображения рассеивающего объекта, восстановленного по записи спеклограммы дифракционного поля, основанный на разделении спеклограммы на фрагменты, размеры которых не превышают область корреляции фазы, восстановлении изображения от каждого из фрагментов, некогерентном суммировании изображений и формировании усредненного по интенсивности суммарного изображения.
5. Метод повышения качества изображения интерференционных полос и повышения их контраста в пространственном спектре суммы спеклограмм, основанный на апостериорной численной обработке дифракционного гало - усреднении по реализациям объектного поля и использовании процедуры нормировки.
6. Метод реализации пространственной фильтрации в лазерной спекл-интерферометрии для определения неоднородных микросмещений рассеивающих объектов.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы доложены на Всерос. научной конференции «Проблемы критических ситуаций в точной механике и управлении» (сентябрь 2013 г., Саратов, ИПТМУ РАН); на II и III Всерос. конф. по фотонике и информационной оптике (январь 2013 и 2014 гг, Москва, НИЯУ МИФИ); на межд. конф. «Фундаментальные проблемы оптики — 2010» (Санкт-Петербург, октябрь 2010 г.); International School for Junior Scientists and Students on Optics, Laser Physics & Biophysics, SFM, Саратов, 2010, 2011,2012, 2013 гг.
Исследования по теме диссертации проводились при частичной поддержке грантов: Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2011 гг.)» № 2.1.1/4973, №2.2.1/2950; Президента РФ для государственной поддержки ведущих научных школ РФ НШ-703.2014.2 (2012-2013, 2014-2015 гг.).
Основные результаты опубликованы в 16 научных работах, в числе которых 5 статей в рецензируемых журналах из списка, рекомендованных ВАК, и 11 статей в сборниках научных трудов и материалах конференций. В списке используемых источников работы автора указаны под номерами [99*114*].
Личный вклад автора состоит в проведении в большей части теоретических и экспериментальных исследований, в обсуждении и самостоятельном решении задач, поставленных д.ф.-м.н. В.П. Рябухо, в постановке и проведении численных и натурных экспериментов; в обработке и анализе полученных результатов. В работах [106,109-112] натурные и статистические эксперименты, обработка полученных результатов выполнены совместно с к.ф.-м.н. Л.А.Максимовой. В работах [106,110,112] анализ полученных результатов выполнен совместно с д.ф.-м.н. Б.Б. Горбатенко. В работах [101,102] натурные эксперименты выполнены совместно с к.ф.-м.н. O.A. Перепелицыной. Результаты исследований
A.A. Гребенюка по нелинейной численной обработке, представленные в совместных работах [99,103], в диссертационной работе не используются. Автором выполнены экспериментальные исследования, по результатам которых опубликованы работы [100,104,105,107,108,113,114], работа [112] подготовлена автором в большей части самостоятельно.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка цитируемой литературы. Общий объем диссертации составляет 173 страницы текста, включая 98 рисунков. Список использованных источников содержит 165 наименований.
ГЛАВА 1 Свойства оптических спекл-модулированных полей
1.1. Постановка задачи
В природе гладких отражающих поверхностей практически не бывает, любая поверхность при освещении когерентным лазерным излучением создает спекл-структуру, представляющую собой результат интерференции волн от отдельных неоднородностей поверхности. Вариации толщины объекта, отражательной или поглощательной способности, показателя преломления также приводят к рассеянию света. Лазерное излучение обладает высокой степенью пространственной и временной когерентности, поэтому световые волны, образующиеся при рассеянии такого излучения всеми точками поверхности диффузного объекта способны интерферировать, поскольку они взаимно когерентны.
Спекл-структуры обладают ярко выраженными статистическими, случайными свойствами, которые исследованы в работах [24-57]. Распределение амплитуды, интенсивности, фазы, поперечные и продольные размеры спеклов относятся к статистическим свойствам первого порядка. К статистическим свойствам второго порядка относятся корреляционные характеристики в двух точках.
Спекл-поля несут информацию о свойствах объекта, на котором рассеялось лазерное излучение. О параметрах шероховатой поверхности можно судить по свойствам образующихся спеклов. Для решения многих практических задач, например, получения измерительной информации о микросмещении рассеивающей поверхности, реконструкции изображения необходимы знания о свойствах спекл-структур - о распределении интенсивности, фазы, о поперечном и продольном размерах спеклов и т.п. Эти знания лежат в основе методов голографической интерферометрии [7-10,87], спекл-фотографии и спекл-интерферометрии [5-8,86], методов измерения, основанных на интерференции некоррелированных спекл-полей [115,116].
В данной главе рассматриваются основные свойства лазерных спекл-модулировацных полей и их использование в системах лазерных интерференционных измерений.
1.2 Формирование и свойства спекл-структур
1.2.1 Формирование спекл-модулированных полей
Пусть на участок неоднородной поверхности падает электромагнитная волна. Величина напряженности электрического поля в точке с координатами (х, у, ъ) в момент времени ? имеет вид
где V - частота волны, а и{х,у,г,\) - ее комплексная амплитуда. Неоднородную поверхность, освещенную лазерным пучком, можно представить как совокупность участков, которые являются независимыми источниками вторичных световых волн. Согласно принципу Гюйгенса-Френеля выражение для амплитуды рассеянного поля можно записать [1,6]
Похожие диссертационные работы по специальности «Лазерная физика», 01.04.21 шифр ВАК
Исследование методов получения и интерпретации голографических и спекл-интерферограмм на основе пространственной фильтрации1984 год, кандидат физико-математических наук Рябухо, Владимир Петрович
Прямая корреляционная обработка спекл-модулированного лазерного излучения для измерения параметров деформации объектов2008 год, кандидат физико-математических наук Ланцов, Алексей Дмитриевич
Анализ деформаций, оптических неоднородностей и дисторсионных искажений с помощью искусственных спеклов в цифровой фотографии2012 год, кандидат физико-математических наук Миронова, Татьяна Вячеславовна
Проявление пространственных корреляционных свойств частично когерентных и рассеянных когерентных световых полей в оптических системах формирования изображений интерференционных картин2002 год, кандидат физико-математических наук Перепелицына, Ольга Александровна
Методы пространственной фильтрации регулярных и спекл-полей1983 год, доктор физико-математических наук Локшин, Геннадий Рафаилович
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мысина, Наталья Юрьевна, 2014 год
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Борн, М. Основы оптики / М. Борн, Э. Вольф. - Пер. с англ., Под ред. Т.П. Мотулевич. - 2-е изд. М.: Наука, 1973. - 720 с.
2. Ландсберг, Г.С. Оптика / Г.С. Ландсберг. - М : Наука, 1976. - 928 с.
3. Кольер, Р. Оптическая голография / Р. Кольер, К. Беркхарт, Л. Лин. - М.: Мир, 1973.-688 с.
4. Оптическая голография (в 2-х томах) / Под ред. Колфилда Г.М. - М.: Мир, 1982.-736 с.
5. Клименко, И.С. Голография сфокусированных изображений и спекл-интерферометрия / И.С. Клименко. - М.: Наука, 1985. - 224с.
6. Франсон, М. Оптика спеклов / М. Франсон. - Пер. с англ. М.: Мир, 1980. -171 с.
7. Джоунс, Р. Голографическая и спекл-интерферометрия. / Р. Джоунс, К. Уайкс. - Пер. с англ. М.: Мир, 1986. - 328с.
8. Фомин, H.A. Спекл-интерферометрия газовых потоков / H.A. Фомин -Минск: Наука и техника, 1989 - 168 с.
9. Островский, Ю.И. Голографическая интерферометрия / Ю.И. Островский, М.М. Бутусов, Г.В. Островская. - М.: Наука, 1977. - 336 с.
10. Разумовский, И.А. Интерференционно-оптические методы механики деформируемого твердого тела И.А. Разумовский. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. - 240 с.
11. Коронкевич, В.П. Современные лазерные интерферометры /
B.П. Коронкевич, В.А. Ханов. - Новосибирск: Наука, 1985. - 181с.
12. Привалов, В.Е. Газоразрядные лазеры в измерительных комплексах / В.Е. Привалов. - Л.: Судостроение, 1989. - 264 с.
13. Рытов, С.М. Введение в статическую радиофизику. 4.2. Случайные поля /
C.М. Рытов, Ю.А. Кравцов, Б.И. Татарский / Под ред. С.М. Рытова. - М.: Наука, 1978.-464 с.
14. Ахманов, С.А. Введение в статистическую радиофизику и оптику / С.А. Ахманов, Ю.Е. Дьяков, A.C. Чиркин. - М.: Наука, 1981. - 640 с.
15. Локшин, Г.Р. Основы радиооптики: Учебное издание / Г.Р. Локшин. -Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2009. - 344 с.
16. Гудмен, Дж. Введение в фурье-оптику / Дж. Гудмен. - Пер. с англ. М.: Мир, 1970.-364с.
17. Schnars, U. Digital holography. / U. Schnars, W. Jueptner. - Springer Verlag, 2004.-164 p.
18. Гужов, В.И. Компьютерная интерферометрия / В.И. Гужов, С.П. Ильиных. - Учеб. Пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. - 252 с.
19. Rastogi, Р. К. Digital Speckle Pattern Interferometry and Related Techniques / P. K. Rastogi. - Wiley, 2001. - 245p.
20. Baltiysky, S. Characterization of microelectromechanical systems by the digital holography method / S. Baltiysky, I. Gurov, S. De Nicola, P. Ferraro, A. Finizio, G. Coppola // The Imaging Science Journal. - 2006. - V.54. -N.2. -P.103-110.
21. Балтийский, С.А. Современные методы цифровой голографии / С.А. Балтийский, И.П. Гуров, С. Де Никола, Д. Коппола, П. Ферраро /В кн.: Проблемы когерентной и нелинейной оптики /Под ред. И.П. Гурова и С.А. Козлова. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2004. - С. 91-117.
22. Kreis, Т. Handbook of Holographic Interferometry. Optical and Digital Methods / T. Kreis. - Wiley-VCH, 2005. - 547 p.
23. Горбатенко, Б.Б. Спекл-фотография и голографическая интерферометрия с цифровой записью дифракционного поля в фурье-плоскости / Б.Б. Горбатенко, А.А. Гребенюк, Л.А. Максимова, О.А. Перепелицына, В.П. Рябухо // Компьютерная оптика. - 2010. -В. 34. - № 1. - С.69-81.
24. Goodman, J.W. Speckle Phenomena in Optics: Theory and Applications / J.W. Goodman. - Roberts & Company, Publishers, Englewood, CO, 2006. - 387 p.
25. Laser speckle and related phenomena. Topics in Applied Physics / Ed. J.C. Dainty. V.9. - Berlin: Springer-Verlag, 1975. - 286 p.
26. Гудмен, Дж. Статистическая оптика / Дж. Гудмен. - Пер. с англ. Под ред. Г.В.Скроцкого. М.: Мир, 1988. - 528с.
27. Goodman, J.W. Dependence of image speckle contrast on surface roughness / J.W. Goodman // Opt. Commun. - 1975. - V.14. - P.324-328.
28. Ohtsubo, J. Statistical properties of speckle intensity variations in the diffraction field under illumination of coherent light / J. Ohtsubo, T. Asakura // Opt. Commun. - 1975. - V.14. -P.30-37.
29. Ohtsubo, J. Statistical properties of speckle patterns produced by coherent light at the image and defocus planes / J. Ohtsubo, T. Asakura // Optik. - 1976. -V.45. - P.65-70.
30. Jakeman, E. Speckle statistics in imaging systems / E. Jakeman, W.T. Welford // Opt. Commun. - 1977. - V.21. - P.72-79.
31. Uozumi, J. First-order probability density function of the laser speckle phase / J. Uozumi, T. Asakura // Opt. Quant. Elect. - 1980. - V.12. - P.477-485.
32. Uozumi, J. First-order intensity and phase statistics of Gaussian speckle produced in the diffraction region / J. Uozumi, T. Asakura // Applied Optics. -1981.-V. 20.-P. 1454-1464.
33. Ouchi, K. Statistics of image plane speckle / K. Ouchi // Opt. Quant. Elect. -1980.-V.12.-P.237-243.
34. Kadono, H. Statistical Properties of the Speckle Phase in Image and Diffraction Region / H. Kadono, T. Asakura, N. Takai // Opt. Eng. - 1986. - V.25. - N.5. -P.627-635.
35. Ohtsubo, J. Statistical properties of differentiated partially developed speckle patterns / J. Ohtsubo // J. Opt. Soc. Am. A. 1982. - V.72. - N.9. - P. 117-120.
36. Jakeman, E. Speckle statistics with a small number of scatterers / E. Jakeman // Opt. Eng. - 1984. - V.23. -N.4. - P.453-461.
37. Uozumi, J. The first-order statistics of partially developed non-Gaussian speckle / J. Uozumi, T. Asakura // J. Optics. - 1981. - V.12. - P. 177-186.
38. Levine, B.M. Non-Gaussian image plane speckle: Measurements from diffusers of known statistics / B.M. Levine, J.C. Dainty // Opt. Commun. - 1983. -V.45. -P.252-257.
39. Barakat, R. Level-crossing statistics of aperture-integrated isotropic speckle / R. Barakat // J. Opt. Soc. Am. A. - 1988. - V.5. - P.1244-1247.
40. Ebeling, K.J. K-distributed spatial intensity derivatives in monochromatic speckle patterns / K.J. Ebeling // Opt. Commun. - 1980. - V.35. - P.323-326.
41. Fried, D.L. Speckled-speckle statistics / D.L. Fried // J. Opt. Soc. Am. A. -1981. - V.71. -P.914-916.
42. O'Donnell, K.A. Speckle statistics of doubly scattered light / K.A. O'Donnell // J. Opt. Soc. Am. A. - 1982. -V.72. -N. 12. - P. 1249-1252.
43. Анисимов, В.В. О пространственно-временных статистических свойствах когерентного излучения, рассеянного движущимся диффузным отражателем / В.В. Анисимов, С.М. Козел, Г.Р. Локшин // Опт. и спектр. -1969. - Т.27. - В.З. - С.484-491.
44. Yoshimura, Т. Statistical Properties of Dynamic Speckles / Т. Yoshimura // J. Opt. Soc. Am. A, Optics and Image Science. - 1986. - V.3. - N.7. - P. 10321054.
45. Veselov, L.M. Statistical properties of modulated dynamic speckles / L. M. Veselov, I. A. Popov // Opt. Spectroscopy. - 1998. - V. 84. - P. 268-272.
46. Takai, N. Dynamic statistical properties of vibrating laser speckles in diffraction field / Takai N., Asakura T. // Applied Optics. - 1978. - V. 17. -N.3. - P. LI33-L136.
47. Chiang, F.P. Subjective laser speckle method and its application to solid mechanics problems / F.P. Chiang // Opt. Eng. - 1986. - V.21. - N.3. -P.379-390.
48. Takai, N. Velocity measurement of the diffused object based on time-differentiated speckle intensity fluctuation / N. Takai, T. Iwai, T. Ushizaka, T. Asakura // Opt. Commun. - 1979. - V.30. - P.287-292.
49. Asakura, T. Dinamic laser speckles and their application to velocity measurement of the diffuse object / T. Asakura, N. Takai // Appl. Phys. - 1981. -V. 25.-P. 179-194.
50. Goodman, J.W. Statistics of modal noise in fibers: a case of constrained speckle / J.W. Goodman, E.G. Rawson // Opt. Let. - 1981 - V.6. - P.324-326.
51. Baranova, N.B. Wave-front dislocations: topological limitations for adaptive systems with phase conjugation / N.B. Baranova, A.V. Mamaev,
N.F. Pilipetsky, V.V. Shkunov, B.Y. Zel'dovich // J. Opt. Soc. Am. A. - 1983. -V.73.-P. 525-528.
52. Shvartsman, N. Speckle spots ride phase saddles sidesaddle / N. Shvartsman, I. Freund // Opt. Commun. - 1995. - V.l 17. - P. 228-234.
53. Liu, M. Intensity Distribution and Phase Vortices of Speckle Fields Generated by Multi-Aperture Random Scattering Screens / M. Liu, H.-S. Song, X.Y. Chen, G.-Y. Liu, S.-Y. Teng, C.-F. Cheng // Chin. Phys. Lett. - 2010. -V.27. - N. 3. - P. 034202-(l-4).
54. Angelsky, O.V. Spatial behavior of singularities in fractal - and Gaussian speckle fields / O.V. Angelsky, A.P. Maksimyak, P.P. Maksimyak, S.G. Hanson // The Open Optics Journal. - 2009. - V.3. - P. 29-43.
55. Баранова, Н.Б. Исследование плотности дислокаций волнового фронта световых полей с спекл-структурой / Н.Б. Баранова, Б.Я. Зельдович,
A.В. Мамаев, Н.Ф. Пилипецкий, В.В. Шкунов // ЖЭТФ. - 1982. - Т.83. -
B.5(11). - С.1702-1710.
56. Вохник, О.М. Пространственные флуктуации интенсивности диспергированных лазерных пучков с широким спектром / О.М. Вохник, В.И. Одинцов // Оптика и спектроскопия. - 2010. - Т. 108. - № 1. - С. 97104.
57. Горбатенко, Б.Б. Статистические свойства разности фаз в спекл-модулированном поле и метод восстановления изображения предмета по спекл-структуре его дифракционного поля /Б.Б. Горбатенко, В.П. Рябухо, JI.A. Максимова // Компьютерная оптика. - 2004. - В. 26. - С. 48-52.
58. Обратные задачи в оптике / Под ред. Болтса Г.П. - М.: Машиностроение, 1984.-200 с.
59. Василенко, Г.И. Восстановление изображений / Г.И. Василенко,
A.M. Тараторин. - М: Радио и связь, 1986. - 304 с.
60. Тихонов, А.Н. Методы решения некорректных задач / А.Н. Тихонов,
B.Я. Арсенин. - М.: Наука, 1979. - 286 с.
61. Fienap, J.R. Phase retrieval algorithms: a comparison / J.R. Fienap // Appl. Opt. - 1982. -V. 21. - P. 2758-2770.
62. Garden, K.L. Fourier phase problems are uniquely solvable in more then one dimension. III. Computational examples for two dimensions / K.L. Garden, R.H. Bates // Optik. - 1982. - V. 62. - P. 219-230.
63. Nitta, K. Image reconstruction for thin observation module by bound optics by using the iterative back projection method / K. Nitta, R. Shogenji, S. Miyatake, J. Tañida // Applied Optics. - 2006. - V.45. -1.13. - P. 2893.
64. Loyev, V. Initialization of iterative parametric algorithms for blind deconvolution of motion-blurred images / V. Loyev, Y. Yitzhaky // Appl. Opt. - 2006. - V.45. -1.11. - P. 2444.
65. Wu, J.S. Iterative phase retrieval without support / J.S. Wu, U. Weierstall, J.C.H. Spence, C.T. Koch // Opt. Lett. - 2004. - V. 29. -1. 23. - P. 2737-2741.
66. Gerchberg, R.W. A practical algorithm for the determination of phase from image and diffraction plane pictures / R.W. Gerchberg, W.D. Saxton // Optik. -1972.-V. 35. - P. 237-246.
67. Вахрушбва, M.B. Сведение фазовой проблемы к расчету интерферограмм сдвига / М.В. Вахрушева, Н.Г. Власов // Прикладная математика и техническая физика. - 2003. - Т. 2. - № 4. - С. 3-4.
68. Vlasov, N.G. Solution of phase problem / N.G. Vlasov, A.V. Sazhin, S.G. Kalenkov // Laser Physics. - 1996. - V. 6(2) . - P. 401-404.
69. Kotlyar, V.V. Regularisated iterative algorithm for the phase retrieval / V.V. Kotlyar, P.G. Serafimovich, V.A. Soifer // Optik. - V. 94. - 1993. -P. 96-99.
70. Бельдюгин, И.М. Восстановление изображения предмета по спекл-структуре его поля / И.М. Бельдюгин, И.Г. Зубарев, С.И. Михайлов // Квантовая электроника. -2001. - Т. 31. -№ 6. - С. 539-542.
71. Fernández-Guasti, М. Amplitude and phase representation of monochromatic fields in physical optics / M. Fernández-Guasti, J.L. Jiménez, F. Granados-Augustín, A. Cornejo-Rodríguez // J. Opt. Soc. Am. A. - 2003. - V. 20. -P. 1629-1634.
72. Bastiaans, M.J. Phase reconstruction from intensity measurements in linear systems / M.J. Bastiaans, K.B. Wolf// J. Opt. Soc. Am. A. - 2003. - V. 20. -P.1046-1049.
73. Kolenovic, E. Correlation between intensity and phase in monochromatic light / E. Kolenovic // J. Opt. Soc. Am. A. - 2005. - V. 22. -1. 5. - P. 899-906.
74. Larkin, K.G. Direct method for phase retrieval from the intensity of cylindrical wave fronts / K.G. Larkin, C.J.R. Sheppard // J. Opt. Soc. Am. A. - 1999. -V. 16.-P. 1838-1844.
75. Jezek, M. Reconstruction of spatial, phase, and coherence properties of light / M. Jezek, Z. Hradil, // J. Opt. Soc. Am. A. - 2004. - V.21. - N 8. - P. 14071416.
76. Дифракционная компьютерная оптика / Под ред. В.А. Сойфера. - М.: Физматлит, 2007. - 736 с.
77. Rondeau, X. Phase retrieval from speckle images / X. Rondeau, E. Thiebaut, M. Tallon, R. Foy // J. Opt. Soc. Am. A. - 2007. - V. 24. - P. 3354-3365.
78. Petrov, N.V. Phase retrieval method for multiple wavelength speckle patterns / N.V. Petrov, V.G. Bespalov, A.A. Gorodetsky // Proc. SPIE. - 2010. - V.7387. -P. 501-510.
79. Migukin, A. Wave field reconstruction from multiple plane intensity-only data: augmented Lagrangian algorithm / A. Migukin, V. Katkovnik, J. Astola // J. Opt. Soc. Am. A. - 2011. - V. 28(6). - P. 993-1002.
80. Щерба, E.B. Анализ применимости методов интерполяции и экстраполяции для решения задачи восстановления изображения / Е.В. Щерба // Компьютерная оптика. -2009. - Т. 33. - № 3. - С. 336-339.
81. Hamed, М. Numerical Speckle Images Formed by Diffusers Using Modulated Conical and Linear Apertures / M. Hamed // Journal of Modern Optics. - 2009. -V. 56. -N 10. - P. 1174-1181.
82. Petrov, N.V. Image reconstruction using measurements in volume speckle fields formed by different wavelengths В сборнике: Progress in Biomedical Optics and Imaging / N.V. Petrov, A.A. Gorodetsky, V.G. Bespalov, M.V. Volkov // Proceedings of SPIE Biomedical Applications of Light Scattering.-2011.-P. 790718.
83. Fienup, J.R. Phase retrieval algorithms: a personal tour [Invited] / J.R. Fienup // Applied Optics. - 2013. - V. 52. -1. 1. - P. 45-56.
84. Горбатенко, Б.Б. Реконструкция пространственного фазового распределения в дифракционном спекл-поле и восстановление изображения объекта по записи интенсивности / Б.Б. Горбатенко,
B.П. Рябухо, JI.A. Максимова // Опт. и спектр. - 2006. - Т. 101. - №5. -
C. 861-865.
85. Горбатенко, Б. Б. Восстановление голограммной структуры по цифровой записи фурье-спеклограммы / Б.Б. Горбатенко, Л.А. Максимова, В.П. Рябухо // Опт. и спектр. - 2009. - Т.106. -№2. - С.321-328.
86. Рябухо, В.П. Спекл-интерферометрия / Рябухо В.П. // Соросовский образовательный журнал. - 2001. - Т. 7. - №5. - С. 1-9.
87. Горбатенко, Б. Б. Пространственный спектр (дифракционное гало) фурье-спеклограммы рассеивающего объекта / Б.Б. Горбатенко, А.А. Гребенюк, Л.А. Максимова, В.П. Рябухо // Компьютерная оптика. - 2009. - Т.ЗЗ. -№1. - С.43-51.
88. Резчиков, А.Ф. Высокоразрешающие интерференционные методы контроля рельефа поверхности и слоистой структуры изделий точного машиностроения и приборостроения / А.Ф. Резчиков, В.П. Рябухо // Проблемы машиностроения и надежности машин. - 2010. - В.1.- С.68-79.
89. Оптические телескопы будущего / Под ред. Пачини Ф. - Пер. с англ., М.: Мир, 1981.-432 с.
90. Labeyrie, A. Measurement of stellar angular diameters by speckle interferometry / A. Labeyrie // Japan Journ. Appl. Phys. - 1975. - V.14. -P. 283-287.
91. Labeyrie, A. Stellar interferometry methods / A. Labeyrie // Ann. Rev.Astron. and Astrophys. - 1978. - V. 16. - P. 77-102.
92. Korff, D. Analysis of a method for obtaining near-diffraction-limited information in the presence of atmospheric turbulence / D. Korff // J. Opt. Soc. Am. A. - 1973. -V. 63(6). - P. 971-980.
93. Martinache, F. Global wavefront sensing for interferometers and mosaic telescopes: the dispersed speckles principle / F. Martinache // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. - 2004. - V. 6. - P. 216-22 1.
94. Ларичев, A.B. Определение аберраций глаза в присутствии спекл-поля /
A.В. Ларичев, П.В. Иванов, Н.Г. Ирошников, В.И. Шмальгаузен //Квант, электроника.-2001.-Т. 31(12).-С. 1108-1112.
95. Trisnadi, J.I. Speckle contrast reduction in laser projection displays / J.I.Trisnadi. //Proc. SPIE. - 2002. - V. 4657. - P. 131-137.
96. Yurlov, V. Speckle suppression in scanning laser displays: aberration and defocusing of the projection system / V. Yurlov, A. Lapchuk, S. Yun, J. Song, I. Yeo, H. Yang, S. An // Applied Optics. - 2009. - V. 48(1). - P. 80-90.
97. Svet, V.D. About Holographic (Interferometric) Approach to the Primary Visual Perception / V.D. Svet // Open Journal of Biophysics. - 2013. - V. 3. -P. 165-177.
98. Тучин, B.B. Оптика биологических тканей. Методы рассеяния света в медицинской диагностике - 2-е изд. / В.В. Тучин. - Пер. с англ. М.: Физматлит, 2013. - 811 с.
99. * Горбатенко, Б.Б. Контроль микроперемещений методами цифровой голографической и спекл-интерферометрии / Б.Б. Горбатенко,
B.П. Рябухо, А.А. Гребенюк, Н.Ю. Мысина, Л.А. Максимова // Вестник СГТУ.- 2010. - В 4(49). - С. 14-24.
100.* Рябухо, В.П. Спекл-фотография с цифровой записью дифракционного поля в фурье-плоскости / В.П. Рябухо, Н.Ю. Мысина, Б.Б. Горбатенко, Л.А. Максимова // Сборник научных трудов Межд. конф. «Фундаментальные проблемы оптики - 2010». Санкт-Петербург. 18-22 октября 2010 СПб. - 2010. - С.275-276.
101.* Максимова, Л.А. Интерферометрия на основе цифровой записи и фурье-преобразования спекл-модулированных дифракционных полей для определения микросмещений / Л.А. Максимова, Н.Ю. Мысина, О.А. Перепелицына, В.П. Рябухо // Проблемы оптической физики: Матер.
школы по оптике, лазерной физике и биофизике. Саратов: «Новый ветер». -2011.-С.131-138.
102.* Максимова, JI.A. Цифровая спекл-фотография для определения неоднородных микросмещений / JI.A. Максимова, Н.Ю. Мысина, O.A. Перепелицына, В.П. Рябухо // Проблемы оптической физики: Матер, школы по оптике, лазерной физике и биофизике. Саратов: «Новый ветер». -2011.-С.138-143.
103.* Максимова, JI.A. Метод цифровой лазерной спекл-фотографии для измерения микроперемещений рассеивающих объектов / JI.A. Максимова, Н.Ю. Мысина, A.A. Гребенюк, Б.Б. Горбатенко, В.П. Рябухо // Известия Саратовского университета. Серия Физика. - 2011. - В.2. С. - 40-45.
104.* Мысина, Н.Ю. Особенности реализации метода цифровой лазерной спекл-фотографии / Н.Ю. Мысина, JI.A. Максимова, В.П. Рябухо // Проблемы оптической физики: Матер, школы по оптике, лазерной физике и биофизике. Саратов: «Новый ветер». - 2012. - С. 55-64.
105.* Мысина, Н.Ю. Метод интерференционных измерений микросмещений поверхности рассеивающего объекта на основе корреляционной обработки цифровых спеклограмм / Н.Ю. Мысина, JI.A. Максимова, Б.Б. Горбатенко, В.П. Рябухо // Проблемы оптической физики: Матер, школы по оптике, лазерной физике и биофизике. Саратов: «Новый ветер». - 2012.
- С. 64-70.
106.* Горбатенко Б.Б., Метод улучшения качества изображения, реконструиро-ванного по зарегистрированной интенсивности дифракционного спекл-поля / Б.Б. Горбатенко, JI.A. Максимова, Н.Ю. Мысина, В.П. Рябухо // Компьютерная оптика. - 2012. - В.36. - №.1.
- С.46-50.
107.* Мысина, Н.Ю. Статистическое распределение разности фаз в спекл-поле: численное моделирования / Н.Ю. Мысина, Б.Б. Горбатенко, JI.A. Максимова, В.П. Рябухо // Проблемы оптической физики: Матер, школы
по оптике, лазерной физике и биофизике. Саратов: «Новый ветер». - 2013. - С.21-25.
108.* Мысина, Н.Ю. Цифровая корреляционная спекл-интерферометрия для измерения поперечных микросмещений рассеивающих объектов / Н.Ю. Мысина // Проблемы оптической физики: Матер, школы по оптике, лазерной физике и биофизике. Саратов: «Новый ветер». — 2013. - С.25-29.
109.* Мысина, Н.Ю. Численное моделирование распределения разности фаз в развитом спекл-поле / Н.Ю. Мысина, JI.A. Максимова, Б.Б. Горбатенко, В.П. Рябухо // Сборник научных трудов II Всероссийской конференции по фотонике и информационной оптике. М.: НИЯУ МИФИ. - 2013. - С.264-265.
110.* Maksimova, L.A. The peculiarities of statistical distribution of the phase difference in the speckle-field: the numerical modeling / L.A. Maksimova, N.Yu. Mysina, B.B. Gorbatenko, V.P. Ryabukho // Proc. SPIE. - 2013. -V.8699. - P. 869910.
111.* Мысина, Н.Ю. Разность фаз колебаний в оптическом спекл-модулированном поле: численный статистический эксперимент / Н.Ю. Мысина, JI.A. Максимова, Б.Б. Горбатенко, В.П. Рябухо // Проблемы оптической физики: Матер, школы по оптике, лазерной физике и биофизике. Саратов: «Новый ветер». - 2014. - С.82-86.
112.* Мысина, Н.Ю. Особенности статистического распределения разности фаз в спекл-поле: численный и натурный эксперименты / Н.Ю. Мысина, JI.A. Максимова, Б.Б. Горбатенко, В.П. Рябухо // Компьютерная оптика. -2013. - Т. 37. - №.4. - С. 451-463.
113.* Мысина, Н.Ю. Метод цифровой корреляционной спекл-интерферометрии для исследования поперечных микросмещений и деформаций рассеивающих технических объектов / Н.Ю. Мысина, JI.A. Максимова, Б.Б. Горбатенко, В.П. Рябухо // Материалы Всерос. науч. конф. «Проблемы критических ситуаций в точной механике и управлении». Саратов: Изд. Центр «Наука». - 2013. - С.364-367.
114.* Мысина, Н.Ю. Статистическое распределение разности фаз в спекл-поле / Н.Ю. Мысина, J1.A. Максимова, В.П. Рябухо /Сб. науч. трудов III Всерос. конф. по фотонике и информационной оптике. М.: НИЯУ МИФИ. -2014. - С.154-155.
115.Рябухо, В.П. Лазерный интерференционный метод измерения шероховатости поверхности / В.П. Рябухо, Д.А. Зимняков, Л.И. Голубенцева, Б.В. Федулеев, О.И. Полькина // Оптические поля и оптические методы обработки информации. М.: МФТИ. - 1991. - С.39-37.
1 lö.Ryabukho, V.P. Interferentional methods of speckle optics in laser diagnostics of surface / V.P. Ryabukho, V.V. Tuchin, S.S. Ul'yanov // Proc. SPIE. - 1992. - V.1723. - P. 143-151.
117.Козел, C.M. Продольные корреляционные свойства когерентного излучения, рассеянного шероховатой поверхностью / С.М. Козел, Г.Р. Локшин // Опт. и спектр. - 1972. - Т.ЗЗ. - В.1. - С.165-168.
118.Weigeit, G.P. Nyt longitudinal correlation of a three-dimensional speckle intensity distribution / G.P. Weigeit, B. Stoffregen // Optik. - 1977. - V.48. -N4.-P. 399-407.
119.Анчуткин, B.C. Экспериментальная оценка размера пятен в картине дифракционного рассеянного поля B.C. Анчуткин, В.И. Шмальгаузен // Оптика и спектроскопия. - 1979. - Т.47. - С. 1215-1217.
120.Власов, Н.Г. Пространственная корреляция интенсивности в диффузно-когерентном излучении и интерференционные измерения на ее основе / Н.Г. Власов, Ю.П. Пресняков // В сб.: Современные проблемы прикладной голографии. М.: МДНТП. - 1974. - С. 13-32.
121.Вохник, О.М. Особенности спекл-структуры диспергированных лазерных пучков / О.М. Вохник, В.И. Одинцов // Оптика и спектроскопия. - 2011. -Т. 110.-№2.-С. 324-332.
122.Клименко, И.С. Проявление тонкой амплитудно-фазовой структуры спекл-полей при их когерентной суперпозиции / И.С. Клименко, В.П. Рябухо, Б.В. Федулеев // ЖТФ. - 1985. - Т. 55. - В. 7. - С. 1338-1347.
123.Горбатенко, Б.Б. О некоторых статистических свойствах разности фаз в развитом спекл-модулированном поле / Б.Б. Горбатенко, И.С. Клименко, JI.A. Максимова, В.П. Рябухо // Опт. и спектр. - 1995. - Т.78. - В.2. -С. 316-319.
124.Локшин, Г.Р. Фурье-оптика спеклов / Г.Р. Локшин // Методы и устройства оптической голографии (Сборник научных трудов). Л.: ФТИ. — 1983. -С. 125-146.
125.Speckle Metrology. / Ed. R.K.Erf. - Academic Press, New York. 1978.- 325 p.
126.Владимиров,А.П. Динамическая спекл-интерферометрия деформируемых тел / А.П. Владимиров. - Екатеринбург: УрО РАН, 2004. - 243 с.
127.Гусев, В.Г. Формирование интерференционных картин при двухэкспозиционной записи квазифурье-голограмм и спеклограмм / В.Г. Гусев // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2006. - Т.49. - № 2. - С. 62-70.
128.Jacquot, P. Speckle interferometry: a review of the principal methods in use for experimental mechanics applications / P. Jacquot // Strain. - 2008. - V.44. — P. 57-69.
129.Петров, K.H. Голографическая интерферометрия процесса коррозии / К.Н. Петров, Ю.Н. Пресняков // Опт. и спектр. - 1978. - Т. 44. - № 2. - С. 309311.
130. Лесничий, В.В. Методика измерения спектральных характеристик матричных приемников любительских и профессиональных фотокамер и их применение для задач цифровой голографии / В.В. Лесничий, Н.В. Петров, П.А. Черёмхин // Опт. и спектр. - 2013. - Т. 115. - № 4. - С. 633643.
131.Ковальский, Л.В. Исследование возможностей метода голографии без использования опорного пучка / Л.В. Ковальский, В.К. Полянский // Опт. и спектр. - 1970. - Т. 28. -№ 2. - С. 338-341.
132.Séfel, R. Double-exposure phase calculationmethod in electronic speckle pattern interferometry based on holographic object illumination / R. Séfel, J. Kornis // Applied Optics. - 2011. - V. 50. - No. 23. - P. 4642-4647.
133.0синцев, A.B. Контраст полос в методе корреляционной спекл-фотографии и голографической интерферометрии / A.B. Осинцев, Ю.И. Островский, Ю.П. Пресняков, В.П Щепинов // ЖТФ. - 1992. - Т.62, №8.-С. 128-133.
134.Осинцев, A.B. Изменение контраста полос в голографической интерферометрии и спекл-фотографии при контактном взаимодействии твердых тел / A.B. Осинцев, Ю.И. Островский, В.П. Щепинов,
B.В. Яковлев//ЖТФ. - 1991. -Т.61. -№8.— С. 134-140.
135.Владимиров, А.П. Жесткие повороты пластины и смещения спеклов в области ее изображения / А.П. Владимиров, Д.О. Попов // Письма в Журнал технической физики. - 2003. - Т. 29. - № 20. - С. 43-48.
136.Компан, Т.А. Метод спекл-интерферометрии для определения теплового расширения наноматериалов / Т.А. Компан, A.C. Коренев, Н.Ф. Пухов, И.П. Гуров, Т.Ф. Дудина, Н.Б. Маргарянц // Измерительная техника. -2011.-№4.-С. 48-52.
137.Петров, Н.В. Определение скорости движения объекта в воде с использованием метода цифровой спекл-фотогарфии / Н.В. Петров, В.Г. Беспалов, А.П. Жевлаков, Ю.П. Солдатов // Оптический журнал. - 2007. -Т. 74.-№ 11.-С. 70-73.
138.Большаков, М.В. Оптический метод определения изменения напряженности магнитного поля / М.В. Большаков, A.B. Ершов, Н.Д. Кундикова // Оптика и спектроскопия. - 2011. - Т. 110. - №4. -
C. 668-673.
139.Волков, И.В. Внестендовая спекл-голография. использование голографической и спекл-интерферометрии при измерении деформаций натурных конструкций / И.В. Волков // Компьютерная оптика. - 2010. -Т. 34. -№ 1.-С. 82-89.
МО.Гусев, В.Г. Формирование в диффузно рассеянных полях интерференционных картин при проведении пространственной фильтрации дифракционного поля двухэкспозиционной голограммы Френеля / В.Г. Гусев // Оптика атмосферы и океана. - 2005. - Т. 18. -№ 11.-С. 1011-1019.
141.0ppenheim, A.V. Digital signal processing / A.V. Oppenheim, R.W.Schafer. — Prentice-Hall, Inc.: Englewood Cliffs, New Jersey, 1975. - 416 p..
142.Grebenyuk, A.A. Digital image correlation with fast Fourier transform for large displacement measurement / A.A. Grebenyuk, V.P. Ryabukho // Proc. SPIE. -2010. - V. 7999. - P.79990B.
143.Pitter, M.C. Subpixel microscopic deformation analysis using correlation and artificial neural networks / M.C. Pitter, C.W. See, M.G. Somekh // Opt. Express. - 2001. - V. 8. - P.322-327.
144.Angelsky, O.V. New feasibilities for characterizing rough surfaces by optical-correlation techniques / O.V. Angelsky, P.P. Maksimyak, V.V. Ryukhtin, S.G. Hanson // Appl. Opt. - 2001. - V. 40. - № 31. - P. 5693-5707.
145.Ангельский, O.B. Корреляционная диагностика случайных пространственно-неоднородных оптических полей / О.В. Ангельский // Квантовая электроника. - 1992. - Т. 19. - N. 12. - С. 1151 -1158.
146.Leplay, P. Identification of asymmetric constitutive laws at high temperature based on digital image correlation / P. Leplay, J. Rethore, S. Meille, M.C. Baietto // J.Eur. Ceram. Soc. - 2012. - V. 32. - P. 3949-3958.
147.Nguyen, T.N. Shape and displacement measurement of discontinuous surfaces by combining fringe projection and digital image correlation / T.N. Nguyen, J.M. Huntley, R.L. Burguete, C.R. Coggrave // Opt. Eng. - 2011. - V. 50. -P.101505.
148.Helfrick, M.N. 3D digital image correlation methods for full-field vibration measurement / M.N. Helfrick, C. Niezrecki, P. Avitabile, T. Schmidt // Mech. Syst. Signal. Process. - 2011. - V. 25. - P. 917-927.
149.Gao, J. Deformation-pattern-based digital image correlation method and its application to residual stress measurement / J. Gao, H. Shang // Appl. Opt. -2009.-V. 48.-P. 1371-1381.
150.Bhaduri, B. Simultaneous measurement of translation and tilt using digital speckle photography / B. Bhaduri, C. Quan, C.-J. Tay, M. Sjodahl // Appl. Opt. - 2010. - V. 49. - P. 3573-3579.
151.Patten, R.F. Speckle photography: mixed domain fractional Fourier motion detection / R.F. Patten, B.M. Hennelly, D.P. Kelly, F.T. O'Neill, Y.Liu, J.T. Sheridan // Opt. Lett. - 2006. - V. 31. - P. 32-34.
152.Zhang, T. Investigation for digital speckle correlation method based on improved genetic algorithm / T. Zhang, H.Y. Chen, X.K. Yang, X.T. Zheng // Proc. SPIE. -2011. - V. 8025.-P. 80252.
153.Flynn, E.B. Three-wavelength electronic speckle pattern interferometry with the Fourier-transform method for simultaneous measurement of microstructure-scale deformations in three dimensions / E.B. Flynn, L.C. Bassman, T.P. Smith, Z. Lalji, L.H. Fullerton, T.C. Leung, S.R. Gre.enfield, A.C. Koskelo // Appl. Opt. - 2006. - V. 45. - No. 14. -P. 3218-3225.
154.Власов, Н.Г. Цифровой корреляционный спекл-интерферометр сдвига / Н.Г. Власов, А.Е. Штанько // Изм. техника. - 2010. - № 6. - С. 21-23.
155.Иванова, С.Д. Спекл-интерферометр с удвоенной чувствительностью / С.Д. Иванова, А.Е. Штанько // Метрология. - 2012. - № 6. - С. 17-21.
156.Bruno, L. A novel operating principle in speckle interferometry: the double-focusing / L. Bruno, A. Poggialini // Optics express. - 2007. - V. 15. - No. 14. -P. 8787-8796.
157.Wang, G. Application of the radial basis function interpolation to phase extraction from a single electronic speckle pattern interferometric fringe / G. Wang, Y.J. Li, H.C. Zhou // Appl. Opt. - 2011. - V. 50. - No. 19. - P. 3110-3117.
6) /•
158.Meng, L. Image-inpainting and quality-guided phase unwrapping algorithm / L. Meng, S. Fang, P. Yang, L. Wang, M. Komori, A. Kubo // Appl. Opt. - 2012. -V. 51.-P. 2457-2462.
159.Vadnjal, A.L. Measurement of in-plane displacements using the phase singularities generated by directional wavelet transforms of speckle pattern images / A.L. Vadnjal, P. Etchepareborda, A. Federico, G.H. Kaufmann // Appl. Opt. - 2013. - V. 52. - P. 1805-1813.
160.Fricke-Begemann, T. Measurement of random processes at rough surfaces with digital speckle correlation / T. Fricke-Begemann, K.D. Hinsch // J. Opt. Soc. Am. A. - 2004. - V. 21. - N. 2. - P. 252-262.
161.Barbosa, E.A. Multiwavelength electronic speckle pattern interferometry for surface shape measurement / E.A. Barbosa, A.C.L. Lino // Appl. Opt. - 2007. -V. 46.-P. 2624-2631.
162.Riahi, M.R. Speckle correlation photography for the study of water content and sap flow in plant leaves / M.R. Riahi, H. Latifi, M. Sajjadi // Appl. Opt. -2006. - V. 45. - P. 7674-7678.
163.Tuchin, V.V. Tissue structure and blood microcirculation and monitoring by speckle interferometry and full-field correlometry / V.V. Tuchin, V.P. Ryabukho, D.A. Zimnyakov, M.I. Lobachev, D.V. Lyakin, E.Yu. Radchenko, A.A. Chaussky, K.V. Konstantinov // Proc. SPIE. - 2001. - V. 4251.
164.Nagashima, K. Improvement of Images Generated Reconstructed from Computer-Hologram Using an Iterative Method / K. Nagashima // Optics & Laser Technology.- 1986.-V. 18.-N. 3.-P. 157-162.
165.Takanori, N. Image Quality Improvement of Digital Holography by Superposition of Reconstructed Images Obtained by Multiple Wave-lengths / N. Takanori, O. Mitsukiyo // Applied Optics. - 2008. - V. 47. - No. 19. -P. D38-D43.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.