Конференция HOLOEXPO, охватывающая столь уникальную область фундаментальных исследований и практических разработок как голография, привлекает внимание специалистов возможностями панорамного взгляда на современное состояние и направления развития голографии.
Большой интерес слушателей вызвал доклад международной группы исследователей (Н. В. Петров, Ж.-Б. Перро, А. Чопард, Ж.-П. Гийе, Е. Г. Циплакова, О. А. Смолянская, П. Моне, Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия; Университет Бордо, Бордо, Франция, Lytid, Париж, Франция) «Алгоритмы восстановления фазы в терагерцевом диапазоне частот по разноудаленным распределениям интенсивности». В последние годы голографическая визуализация в ТГц-диапазоне частот интенсивно развивается, благодаря высокой проникающей способности ТГц-волн, а также тому, что спектры многих органических молекул и сложных полимеров взрывчатых веществ, подлежащих идентификации, лежат в этом диапазоне.
Однако низкая энергия ТГц-квантов осложняет путь к созданию эффективных голографических методов записи и восстановления изображений в терагерцевом диапазоне спектра. Авторы при практической реализации измерений используют однолучевую схему и ограниченное число элементов ТГц-оптики, поэтому при измерении в колимированном пучке схема устойчива к вибрациям, и качество элементов не влияет на разрешающую способность изображения. В докладе были рассмотрены современные алгоритмы восстановления фазы из набора распределений интенсивности, записанных при облучении пропускающих и отражающих объектов.
На прошедшей двумя годами ранее конференции С. Г. Каленков, профессор Московского политехнического университета, докладывал о разработке метода регистрации гиперспектральных и объемных цифровых голограмм. Он показал принципы и технику регистрации цифровых гиперспектральных голограмм, когда в оптическую схему включено подвижное зеркало для создания серии фазово-модулированных опорных пучков. Тогда докладчик показал аналогию между объемными (толстослойными) голограммами Денисюка и цифровыми голограммами, которые регистрируются для каждого положения сканирующего зеркала. Каждую цифровую голограмму, записанную при некотором определенном смещении зеркала, можно считать зеркальным фотослоем в толстой голограмме Денисюка.
В продолжение этих работ вместе со своим соавтором (Г. С. Каленковым) С. Г. Каленков исследовал влияние шумов различной природы на качество восстановления цифровых голографических изображений. Это составило содержание их доклада «Регистрация цифровых объемных голограмм с фазово-модулированным опорным пучком».
Возникновению шума при регистрации голограммы способствуют две причины: турбулентность среды, сквозь которую распространяется объектное поле по трассе объект – матрица, и вариации частоты модуляции, связанные с движением зеркала при записи голограммы. Авторы построили теоретическую модель влияния шумов на качество реконструированного изображена и создали алгоритм реконструкции изображения. Слушателям были представлены результаты цифровой реконструкции голографического изображения объекта, находящегося в слаботурбулентной воздушной среде, которые убедительно показали, что метод обладает значительной устойчивостью к таким шумам.
Знакомясь с докладами, видно, как развиваются направления использования голографических методов в промышленных технологиях. О средствах защиты цифровой маркировки товаров (двухмерных штрих-кодов и QR-кодов) с помощью кристаллограммы сообщалось в докладе группы авторов под руководством Л. В. Танина из Республики Беларусь. Предлагался алгоритм маркировки товара для его прослеживаемости в течение всего жизненного цикла. Однако, учитывая, что двухмерные штрих- и QR-коды могут быть легко скопированы и размножены, предлагается матричный штрих-код помещать на защищенный от подделки и копирования материальный носитель, выпуск которого регламентирован и находится под строгим учетом. Таким образом, кристаллограммой можно защитить товар от подделки и копирования. Авторы предлагают создать в странах ЕАЭС свои национальные системы маркировки на основе единой цифровой платформы.
Доклад «Современное состояние методов прецизионного контроля сферических поверхностей. Основные проблемы и пути их решения» (Ю. С. Митрофанова, С. Б. Одиноков, Б. Н. Сеник Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана, Москва 2 ПАО «Красногорский завод имени С. А. Зверева», Красногорск, Моск. обл.) обозначил основные проблемы метрологического обеспечения измерений радиусов кривизны сферических поверхностей в серийном оптическом производстве. Это отсутствие в Государственном реестре СИ измерительных линеек, типа Renishow; невозможность создать опорный волновой фронт с использованием эталонных объективов в определенном интервале размеров (критичными радиусами являются выпуклые поверхности больших радиусов кривизны); рост доли оптических элементов с минимальными геометрическими параметрами (микрооптика) в общем объеме выпускаемых оптических элементов; ограничение в измерении деталей с диафрагменным числом (отношение радиуса кривизны к диаметру измеряемой детали) меньше 0,5 в промышленных интерферометрах, реализующих оптическую схему Физо.
Использовать синтезированные голограммы для метрологического контроля формы вогнутых составных зеркал телескопов в цеховых условиях в процессе их формообразования предложили авторы из АО «НПО «ГИПО», Казань (А. В. Лукин, А. Н. Мельников, А. Ф. Скочилов). В докладе «Новые возможности лазерно-голографического контроля крупноформатных зеркал ELT-телескопов на основе использования конических синтезированных голограмм» были рассмотрены возможности обсуждаемых голограмм на примере их использования при создании известных проектируемых телескопов: «Миллиметрон» – 10 м (космическая обсерватория миллиметрового и ИК-диапазона Роскосмоса, проект), James Webb Space Telescope – 6,6 м (орбитальная ИК-обсерватория NASA, предположительно заменит космический телескоп «Хаббл» и будет запущена в декабре 2021 года), Extremely Large Telescope (ELT) – 39,3 м (наземный оптический/ближний инфракрасный телескоп ESO, строится).
Высокоэффективные технологичные дифракционные микроструктуры видимого диапазона представила в одноименном докладе группа российских авторов (Г. И. Грейсух, В. А. Данилов, Е. Г. Ежов, С. В. Казин, Б. А. Усиевич, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Пенза; Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН, Москва, Институт общей физики имени А. М. Прохорова РАН, Москва). Авторы показали, что в зависимости от типа микроструктуры и используемых оптических материалов при отношении пространственного периода микроструктуры к эффективной глубине рельефа большем 20, достижимые углы, в пределах которых дифракционная эффективность выше 0,95, лежат в широком интервале от 7,5°до 50°.
Необходимость переоценки характеристик и потенциальных возможностей дифракционных микроструктур различных типов важна ввиду развития технологий их производства и расширения ассортимента оптических материалов: оптических пластмасс и специальных стекол (glass for molded optics lenses, GMOL), позволяющих тиражировать оптические элементы с микроструктурированной поверхностью прецизионным литьем или штамповкой.
Полная версия статьи на нашем сайте
https://www.photonics.su/journal/article/9088
Больше познавательной информации можно узнать на сайте:
technosphera.ru
#техносфера
Нет комментариев