Способ отображения однотипной информации с фазового транспоранта

64663 4где Г - фокусное расстояние объек)тива. Процесс восстановления визуализиоованного изображения фазового транс-паранта может быть описан с исполь:)ванием аппарата Фурье-оптики. Дляпростоты изложения может быть.рас 10 смотрен одномерный случай оптической системы с точечным источником.Комплексный амплитудный коэффициент1; опускания транспаранта с фрагмен. том записи задается выражением15е(х) Р(х)+е (х-х), (3)где с (х) Ре(х)ехрЦ-),1 - в области кадрового окнак 1 О - вне области кадрового окна,1 - в области фрагмента записи0 - вне области фрагмента записиг х - координата центра фрагмента25 з аписи;С (х) - коэффициент пропусканиятранспаранта, ограниченногокадровым окном;Т (х) - коэффициент пропускания участка транспаранта в области фрагмента записи со скачком оптической толщины Ь,соответствующим изменению фазы (.,Коэффициент пропускания С(х) удобно представить в видес(х)=(с)(х) ехрЦ(р ), (4)где ) СР(х щ)2(1-ссеР (х),40 Цо=ф 2+7)/2В плоскости визуализирующей диафрагмы формируется пространственныйспектр элементарных оптических сигналов, описываемый Фурье-спектромтранспаранта ч 1, 1 щм с)Д ) -ф (х) =Р Д)+С) где Р - оператор Фурье-преобразования; 50 Ох) - пространственный спектрфрагмента записи, определяемый в свою очередь выражениямиф 8 х)" (х)ехр ЗМйх)Р(х)= Р (1 х) 1 е Ц 2 (х)1 Е(9)= 2(1-с з)Р(х)1, (1) (1 х)ех "Юр(1 х)+фИ) конденсатор 2, кадровое окно 3 с фазовым транспарантом 4 р объектив 5, виэуализирующую диафрагму 6 и эк. ран 74Диафрагма 6 имеет переменную оптическую толщину, В области нулевого порядка дифракции она изменяется скачком на величину 1 =%/4+/2, (1) где 1 - изменение оптической толщины визуализирующей диафрагмь 1 в области определения нулевого порядка дифракции;ф - длина волны квазимонохроматического источника излучения;- изменение оптической толщины в отображаемом фрагментезаписи фазового транспаранта.Такое изменение оптической толщины визуализирующей диафрагмы обеспечивает изменение фазы проходящего оптического сигнала на величинуЧо 2 п 1 о 9= /2+ф 2, (2) где с - изменение фа. ы в отображаемом фрагменте записи, соответствующее изменению оптической толщины Ь,Вне области нулевого порядка дифракции диафрагма имеет переменную оптическую толщину, соответствующую изменению фазы проходящего оптического излучения на величину . Йх,1)При расположении источника излучения в заднем фокусе конденсора координаты пространственных частот х,.1) определяются через пространственные координатыплоскости визуализирующей диафрагмы с помощьювыражений Ях)ехр(-З 2 йро), (5 ХЖ) р х) рркх) РРЛх) - Фурьеспектры соответственно функций 1:(х), й(х), Р(х),Р(х) . щПространственный спектр транспаранта преобразуется виэуализирующей диафрагмой с амплитудным коэффициентом пропускания ь (х), который внутри светового диаметра диафрагмы,1564663 6 соответствующего максимальной (про- ной частоте Эц 5 описывается выраже= пускаемой диафрагмой) пространствен- . кием Рл ехр Ц =ехр 1(/2+/2) . при 0 О ехр 1 еЯ)=ехрЦ),-(1)при О)01 , О при, Откуда с учетом выражения (6) следует, что для,фрагмента записи с постоянным изменением оптической толщины фаза,(.Я ) коэффициента пропускания визуализирующейдиафрагмы на ненулевых пространственных частотах полностью определяется фазой (1) пространственного спектра Функции Р(х), задающей в соответствии с (3) границу фрагмента записи,О(,= - ( )Если функция Р (х) - четная (что справедливо для большинства видов регулярной фазовой записи), то ее пространственный спектр РД) является действительным, а. Фа 4 а (фимеет либо нулевое значение 1 ри Р(х) Ь О 5 либо значение1 при Р Ях)(О . Однако независимо от вида функции Р(х) .описанная визуализирующая диафрагма преобразует пространственный спектр Р) Я ) в действительную функцию в интервале пространственных частот-)5)551)5)1 Одинаковая конфигурация фрагментов при записи однотипной информации на фазовом транспаранте обеспечивает неизменность фазы (1 Я) элементарных оптических сигналов, в результате чего визуализирующая диафрагма с пропусканием, заданным выражением (7), одинаковым образом преобразует пространственный спектр фрагментов записи (независимо от их положения в кадровом окне), Практически коэффициент пропускания Ф (1 х) принимает значение ехр ( в некоторой области вблизи нулевого значения пространственной частоты, для которой выполняется соотношение 1 РХ Я )(р)1Поскольку при Фрагментарном характере записи размер фрагмента х намного меньше размера кадрового окна х(р то пространственный, спектр ЛРХ Я)р соответствующий кадру без записи, сосредоточен вблизи оптической оси Я - 0) в области намного меньшей, чем спектр фрагмента записи(1). Поэтому пространственный х.) 1 О сйектР 5; х)р тРансфоРмиРованный визуализирующей диафрагмой и равный( х)=Р)ехр Щ+сЯ)ехр(-З 2хх,)ехр Зос(1),20 40 где- увеличение между оптическисопряженными плоскостями кадрового окна и экрана,50,(,).р е (5 )Для восприятия информации, записанной в виде однотипных фрагментов(соответствующим, например, линиямили точкам формируемого изображения),важен контраст центральной областиизображения этих фрагментов относительно окружающего его фона. Это значение контраста пропорционально откоторое после преобразования с учетом,зависимостей (6) и (7) принимает видГ Й) ехрЩРе(х 1)+х (Е)ехр( З 2 Яе 1,)1. " (8)Слои свободного пространствамежду визуализирующей диафрагмой и ЗО экраном осуществляет обратное Фурьепреобразование от трансформированного визуализирующей диафрагмой пространственного спектра элементарных оптических сигналов35 с(-х) р е ( (р)где й(х ) - амплитуда оптическогосигнала в плоскости экрана;Р - оператор обратного Фу.рье-преобразования.С учетом соотношения (8) выражение1564663 10нения оптической толщины во фрагменте записи однотипной информации, и начальной фазой соответствующего элемей 5тарного оптического сигнала, кроме сигнала нулевой пространственной частоты.Ъ 9ственной частоты, и изменяют фазы каждого из элементарных оптических сигналов, кроме сигнала нулевой про" странствеаной .частоты, на величину, равную разности между фазой, соответ ствующей сумме четверти длины волны оптического сигнала и половины измеостави тель А.Ц,.Морозовехред М.Ходанич Корректор В.Каб едактор О.Спесивых Тираж 561 арственного комитета по изобретен 113035, Москва, Ж, РаушскаПодписноеытиям при ГКНТ ССС4/5 аз 1162 НИИПИ м и от наб., д Гагарина, 10 изводственно-издательский комбинат "Патент", г.уагор