Цифровая голография

Введение

Цифровая голография — это метод регистрации и обработки интерференционных полос электронным устройством. Как правило, в качестве электронного устройства выступает ПЗС-матрица.
Также цифровая голография — это голография, основанная на цифровой регистрации и численном восстановлении математических моделей объектной и опорной волн, функционально связанных с дифракционным или интерференционным полем.
История цифровой голографии началась в 1947 году с идеи учёного Денеша Габора улучшить разрешающую способность электронного микроскопа. Он предположил, что пучок монохроматических электронных волн, пройдя через исследуемый объект, будет формировать расфокусированное дифракционное поле, которое может содержать в себе всю информацию об объекте, хотя и в закодированной интерференционным способом форме.
Признание метода осевой голографии Габора пришло после изобретения источников когерентного света — лазеров, когда Э. Лейт и Ю. Упатниекс в 1963 году продемонстрировали внеосевую голограмму игрушечного поезда [2].
Первые работы по генерации цифровых голограмм появились в 1967–1980 годах. Ряд работ был выполнен А. Ломаном и В. Ли за рубежом, а также Б.Ф. Фёдоровым и Р.И. Эльманом в России.
Большим вкладом в развитие цифровой голографии было открытие способа непосредственной записи голограмм на фотоматрицы, предложенного Шнарсом и Юптнером в 1994 году.
В 1992 году В. Хаддад вместе со своими коллегами предложил схему голографического микроскопа, основанного на численном восстановлении.
В настоящее время развитие методов цифровой голографии идёт как в традиционных направлениях, связанных с визуализацией в видимом диапазоне, так и путём освоения новых частотных диапазонов от рентгена до терагерцовых частот.
Принципы работы цифровой голографии:
1. Запись голограмм осуществляется регистрацией суммарной амплитуды двух световых пучков: объектного (отраженного от объекта или прошедшего через него) и опорного. Если они когерентны между собой — имеют постоянную разность фаз — то в плоскости наложения пучков образуется интерференционная картина, регистрируемая цифровыми фотосенсорами или фоточувствительными средами. 
2. В том месте, где пучки накладываются друг на друга, устанавливается ПЗСматрица. Полученная информация воспринимается в цифровой форме и передаётся на компьютер в виде массива чисел.
3. Для реконструкции изображения из голограммы в цифровой голографии используются вычислительные методы. Они позволяют в результате обработки голограммы определить значения амплитуды и фазы предметной волны [1].
В работе рассмотрим основные принципы цифровой голографии, ее преимущества и ограничения, а также различные области применения этой технологии. Мы также обсудим текущие проблемы и будущие перспективы цифровой голографии.

Список используемой литературы

1. Гендин В.Г, Гуров И.П. Цифровая голографическая микроскопия: современные методы регистрации голограмм микрообъектов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2012. - №3(79). - С. 19-27.
2. Е.В. Рабош, А.О. Георгиева, А.В. Черных, Н.В. Петров, Цифровая голография. – СПб: Университет ИТМО, 2021. – 70 с.
3. Лекция 17. Голография. // URL: http://fn.bmstu.ru/files/FN4/lec_3sem/3sem_lec_17.pdf (дата обращения: 17.12.2024).
4. 6.2 Виды голограмм // Том 4 курса системы открытого образования "Физика в техническом университете" ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ И ОПТИКА URL: http://fn.bmstu.ru/data-physics/library/physbook/tom4/ch6/texthtml/ch6_2_text.htm(дата обращения: 17.12.2024).
5. Голографическая запись // citforum URL: https://citforum.ru/hardware/data/holographic_record/ (дата обращения: 17.12.2024).
6. Цифровая голография // wikipedia URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B8%D1%84%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%B3%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D1%8F (дата обращения: 17.12.2024).