Пространственный спектр сигнала когерентности при дефокусировке изображения объекта в цифровой голографической микроскопии с частично пространственно когерентным освещением

Автор: Клычкова Дарья Михайловна, Рябухо Владимир Петрович

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии

Статья в выпуске: 3 т.42, 2018 года.

Бесплатный доступ

Рассматривается эффект уменьшения модуля пространственного спектра сигнала когерентности на высоких пространственных частотах при оптической дефокусировке изображения объекта в цифровой голографической микроскопии на пропускание с квазимонохроматическим частично пространственно когерентным освещением. Представлено теоретическое описание эффекта и результаты численного моделирования его проявления для точечного рассеивающего объекта. Проведено экспериментальное исследование эффекта в лазерном частично пространственно когерентном излучении, формируемом с использованием движущегося рассеивателя, для объекта в виде слоя квазиточечных рассеивателей. Представлено сравнение результатов эксперимента с результатами численного моделирования, выполненного на основании теории, и показана высокая степень сходства экспериментальных результатов с теоретическими.

Еще

Интерференционная микроскопия, цифровая голографическая микроскопия, визуализация, численная фокусировка, пространственный спектр голограммы, частичная когерентность, частично пространственно когерентное освещение

Короткий адрес: https://sciup.org/140228745

IDR: 140228745 | DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-3-414-423

Список литературы Пространственный спектр сигнала когерентности при дефокусировке изображения объекта в цифровой голографической микроскопии с частично пространственно когерентным освещением

Holography: Research and technologies/ed. by J. Rosen. -Rijeka: InTech, 2011. -466 p. -ISBN: 978-953-307-227-2.
Lee, K.R. Quantitative phase imaging techniques for the study of cell pathophysiology: From principles to applications/K.R. Lee, K. Kim, J. Jung, J.H. Heo, S. Cho, S. Lee, G. Chang, Y.Ju. Jo, H. Park, Y.K. Park//Sensors. -2013. -Vol. 13, Issue 4. -P. 4170-4191. - DOI: 10.3390/s130404170
Schnars, U. Digital holography and wavefront sensing/U. Schnars, C. Falldorf, J. Watson, W. Jueptner. -Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2015. -225 p. -ISBN: 978-3-662-44692-8.
Dohet-Eraly, J. Quantitative assessment of noise reduction with partial spatial coherence illumination in digital holographic microscopy/J. Dohet-Eraly, C. Yourassowsky, A. El Mallahi, F. Dubois//Optics Letters. -2016. -Vol. 41, Issue 1. -P. 111-114. - DOI: 10.1364/OL.41.000111
Claus, D. Accuracy enhanced and synthetic wavelength adjustable optical metrology via spectrally resolved digital holography/D. Claus, G. Pedrini, D. Buchta, W. Osten/Journal of the Optical Society of America A. -2018. -Vol. 35, Issue 4. -P. 546-552. - DOI: 10.1364/JOSAA.35.000546
Mann, Ch.J. High-resolution quantitative phase-contrast microscopy by digital holography/Ch.J. Mann, L. Yu, Ch.-M. Lo, M.K. Kim//Optics Express. -2005. -Vol. 13, Issue 22. -P. 8693-8698. - DOI: 10.1364/OPEX.13.008693
Minetti, Ch. Digital holographic microscopy as a tool to study the thermal shape fluctuations of lipid vesicles/Ch. Minetti, V. Vitkova, F. Dubois, I. Bivas//Optics Letters. -2016. -Vol. 41, Issue 8. -P. 1833-1836. - DOI: 10.1364/OL.41.001833
Kalenkov, G.S. Hyperspectral holography: an alternative application of the Fourier transform spectrometer/S.G. Kalenkov, G.S. Kalenkov, A.E. Shtanko//Journal of the Optical Society of America B. -2017. -Vol. 34, Issue 5. -P. B49-B55. - DOI: 10.1364/JOSAB.34.000B49
Каленков, С.Г. Пространственно-спектральная цифровая голография микрообъектов в низкокогерентном свете/С.Г. Каленков, Г.С. Каленков, А.Е. Штанько//Радиотехника и электроника. -2013. -Т. 58, № 12. -С. 1243-1248. - DOI: 10.7868/S0033849413120097
Kim, M.K. Principles and techniques of digital holographic microscopy/M.K. Kim//SPIE Reviews. -2010. -Vol. 1. -018005. - DOI: 10.1117/6.0000006
Гребенюк, А.А. Дефокусировка и численная фокусировка в интерференционной микроскопии с широким временным спектром поля освещения/А.А. Гребенюк, В.П. Рябухо//Компьютерная оптика. -2016. -Т. 40, № 6. -С. 772-780. - DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-6-772-780
Dubois, F. Improved three-dimensional imaging with a digital holography microscope with a source of partial spatial coherence/F. Dubois, L. Joannes, J.-C. Legros//Applied Optics. -1999. -Vol. 38, Issue 34. -P. 7085-7094. - DOI: 10.1364/AO.38.007085
Dubois, F. Partial spatial coherence effects in digital holographic microscopy with a laser source/F. Dubois, M.-L.N. Requena, C. Minetti, O. Monnom, E. Istasse//Applied Optics. -2004. -Vol. 43, Issue 5. -P. 1131-1139. - DOI: 10.1364/AO.43.001131
Slabý, T. Off-axis setup taking full advantage of incoherent illumination in coherence-controlled holographic microscope/T. Slabý, P. Kolman, Z. Dostál, M. Antoš, M. Lošťák, R. Chmelík//Optics Express. -2013. -Vol. 21, Issue 12. -P. 14747-14762. - DOI: 10.1364/OE.21.014747
Grebenyuk, A.A. Numerical focusing in digital holographic microscopy with partially spatially coherent illumination in transmission/A.A. Grebenyuk, V.P. Ryabukho//Proceedings of SPIE. -2014. -Vol. 9031. -903119. - DOI: 10.1117/12.2052837
Гребенюк, А.А. Формирование сигнала и свойства визуализации в интерференционной микроскопии: дис.. канд. физ.-мат. наук: 01.04.21/Гребенюк Антон Александрович. -Саратов, 2014. -165 с.
Борн, М. Основы оптики/М. Борн, Э. Вольф; пер. с англ. -М.: Наука, 1973. -2-е изд. -720 с.
Мандель, Л. Оптическая когерентность и квантовая оптика/Л. Мандель, Э. Вольф; пер. с англ. -М.: Физматлит, 2000. -896 с. -ISBN: 5-9221-0073-4.
Grebenyuk, A.A. Theory of imaging and coherence effects in full-field optical coherence microscopy/A.A. Grebenyuk, V.P. Ryabukho. -In: Handbook of full-field optical coherence microscopy. Technology and applications/ed. by A. Dubois. -Singapore: Pan Stanford Publishing, 2016. -Chapter 2. -P. 53-89. -ISBN: 978-981-4669-16-0.
Grebenyuk, A.A. An off-axis digital holographic microscope with quasimonochromatic partially spatially coherent illumination in transmission/A.A. Grebenyuk, Y.V. Tarakanchikova, V.P. Ryabukho//Journal of Optics. -2014. -Vol. 16, Issue 10. -105301. - DOI: 10.1088/2040-8978/16/10/105301
Гребенюк, А.А. Численная фокусировка и поле зрения в интерференционной микроскопии/А.А. Гребенюк, Д.М. Клычкова, В.П. Рябухо//Компьютерная оптика. -2018. -Т. 42, № 1. -С. 28-37. - DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-1-28-37
Ryabukho, V.P. Wiener-Khintchin theorem for spatial coherence of optical wave field/V.P. Ryabukho, D.V. Lyakin, A.A. Grebenyuk, S.S. Klykov//Journal of Optics. -2013. -Vol. 15, Issue 5. -025405. - DOI: 10.1088/2040-8978/15/2/025405
Гонсалес, Р.С. Цифровая обработка изображений/Р. Гонсалес, Р.Е. Вудс; пер. с англ. -М.: Техносфера, 2005. -1072 с. -ISBN: 978-5-94836-331-8.
Гудмен, Дж. Введение в фурье-оптику/Дж. Гудмен; пер. с англ. -М.: Мир, 1970. -364 с.
Марешаль, А. Структура оптического изображения. Дифракционная теория и влияние когерентности света/А. Марешаль, М. Франсон; пер. с франц. -М.: Мир, 1964. -295 с.

Еще

Статья научная