Особенности статистического распределения разности фаз в спекл-поле: численный и натурный эксперименты
Мысина Н.Ю., Максимова Л.А., Горбатенко Б.Б., Рябухо В.П.

Аннотация:
В рамках численного статистического эксперимента показано, что разность фаз в двух точках спекл-поля в дальней области дифракции может принимать с наибольшей вероятностью значения 0 и p рад. С помощью численного моделирования и натурного эксперимента с использованием интерферометра Юнга получены гистограммы статистического распределения разности фаз в двух точках спекл-поля. Результаты численного эксперимента согласуются с результатами натурного эксперимента и теоретическими представлениями.

Ключевые слова :
спекл-поле, спекл-модуляция, дифракция, фазовое распределение, спеклограмма, автокорреляционная функция, Фурье-преобразование.

Литература:

  1. Goodman, J.W. Speckle Phenomena in Optics: Theory and Applications / J.W. Goodman. – Roberts & Company, Publishers, Englewood, CO, 2006. – 387 p.
  2. Laser speckle and related phenomena. Topics in Applied Physics / Ed. J.C. Dainty, V.9. – Berlin: Springer-Verlag, 1975. – 286 p.
  3. Франсон, М. Оптика спеклов / M. Франсон; пер. с англ. – М.: Мир, 1980. – 171 с.
  4. Джоунс, Р. Голографическая и спекл-интерферометрия / Р. Джоунс, К. Уайкс; пер. с англ. – М.: Мир, 1986. – 328 с.
  5. Кольер, Р. Оптическая голография / Р. Кольер, К. Беркхарт, Л. Лиин; пер. с англ. – М.: Мир, 1973. – 688 с.
  6. Schnars, U. Digital holography / U. Schnars, W. Jueptner. – Springer Verlag, 2004, – 164 p.
  7. Клименко, И.С. Голография сфокусированных изображений и спекл-интерферометрия / И.С. Клименко. – М.: Наука, 1985. – 224 с.
  8. 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.
  9. Labeyrie, A. Stellar interferometry methods / A. Labeyrie // Ann. Rev. Astron. and Astrophys. – 1978. – Vol. 16. – P. 77-102.
  10. 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. – Vol. 63(6). – P. 971-980.
  11. Martinache, F. Global wavefront sensing for interferometers and mosaic telescopes: the dispersed speckles principle / F. Martinache //J. Opt. A: Pure Appl. Opt. – 2004. – Vol. 6. – P. 216-221.
  12. Svet, V.D. About Holographic (Interferometric) Approach to the Primary Visual Perception / V.D. Svet // Open Journal of Biophysics. – 2013. – Vol. 3. – P. 165-177.
  13. Trisnadi, J.I. Speckle contrast reduction in laser projection displays / J.I. Trisnadi // Proc. SPIE. – 2002. – Vol. 4657. – P. 131-137.
  14. 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. – Vol. 48(1). – P. 80-90.
  15. 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, Л.А. Максимова // Компьютерная оптика. – 2004. – В. 26. – С. 48-52.
  16. Горбатенко, Б.Б. Реконструкция изображения по пространственному распределению интенсивности дифракционного спекл-модулированного поля / Б.Б. Гор­ба­тен­ко, Л.А. Максимова, В.П. Рябухо, Ю.В. Норов // Компьютерная оптика. – 2007. – Т. 31, № 2. – С. 26-33.
  17. Горбатенко, Б.Б. Восстановление изображения объекта по записи распределения интенсивности дифракционного поля для контроля микроперемещений / Б.Б. Горбатенко, Л.А. Максимова, А.Ф. Резчиков, В.П. Рябухо // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2008. – №9. – С.39-45.
  18. 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.
  19. Горбатенко, Б.Б. Метод улучшения качества изображения, реконструированного по зарегистрированной интенсивности дифракционного спекл-поля / Б.Б. Горбатенко, Л.А. Максимова, Н.Ю. Мысина, В.П. Рябухо // Компьютерная оптика. – 2012. – Т. 36, № 1. – С. 46-50.
  20. 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. – Vol. 8699. – P. 869910.
  21. Борн, М. Основы оптики / М. Борн, Э. Вольф; пер. с англ. – М.: Наука, 1973. – 720 с.
  22. Гудмен, Дж. Введение в фурье-оптику / Дж. Гудмен; пер. с англ. – М.: Мир, 1970. – 364 с.
  23. Гудмен, Дж. Статистическая оптика / Дж. Гудмен; пер. с англ; под ред. Г.В. Скроцкого. – М.: Мир, 1988. – 528 с.
  24. Горбатенко, Б.Б. Оптические схемы и статистический характер сигнала спекл-интерферометров перемещений / Б.Б. Гор­батенко, Д.В. Лякин, О.А. Перепелицина, В.П. Ря­бу­хо // Компьютерная оптика. – 2009. – Т. 33, № 3. – С. 268-280.

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20