ВВЕДЕНИЕ 4
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГОЛОГРАФИИ 5
1.1 Основные понятия голографии 5
1.2 Классификация голограмм 6
1.3 Основные схемы голограмм 9
2 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ЦИФРОВОЙ ГОЛОГРАФИИ 14
2.1 Процесс записи цифровых голограмм 14
2.2 Процесс восстановления цифровых голограмм 15
2.3 Алгоритм восстановления цифровых голограмм 18
3 ПРИБОРНАЯ ЧАСТЬ 21
3.1 Приемники излучения 21
3.2 Источники излучения 23
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 25
4.1 Регистрация и восстановление голограмм тест - объекта, 25
используя двухэкспозиционный метод
4.2 Регистрация и восстановление голограмм планктона, используя 34
двухэкспозиционный метод
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 38
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 39
В настоящее время достаточно актуальна проблема экспресс оценки экологического загрязнения акваторий. Изменение состояния экосистемы можно оценить по планктонному сообществу, поскольку планктонные организмы входят в пищевую цепочку многих видов рыб. Для оценки антропогенного воздействия на водные экосистемы применяют различные индикаторные организмы [1]. Изменение экологического состояния акватории можно оценить по активности планктонных особей. Методы цифровой подводной голографии могут быть испробованы для подобных задач. Они позволяют зарегистрировать большой объем с планктоном (около 1 л.) и исследовать его в отличие от фото видео съемки, а так же получить информацию о форме, размере частицы в каждом объеме. При регистрации серии голограмм можно оценить скорость и направление каждой частицы.
Однако для оценки поведенческих активностей планктонных особей необходима апробация метода оценки скоростей движения частиц по данным из цифровых двухэкспозиционных голограмм.
Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
а) аналитический обзор научных работ по теме исследований;
б) проведение экспериментов по регистрации цифровых голограмм движущихся частиц;
в) обработка и извлечение информации из полученных голограмм .
В данной бакалаврской работе рассмотрены основные понятия голографии, классификации голограмм по схеме регистрации.
Изучены основные принципы работы современных источников когерентного излучения и их приемников. Рассмотрены основные принципы работы лазеров: полупроводниковых, твердотельных, газовых. А так же принципы работы приемников оптического излучения: ПЗС и КМОП камер.
Проведены эксперименты по регистрации и восстановлению цифровых двухэкспозиционной голограммы движущихся объектов.
Проведена апробация метода оценки скоростей из цифровых двухэкспозиционных голограмм на примере живых планктонных частиц. После обработки голограмм значение мгновенной скорости равнялось V=64 ± 0,3 мм/с, при этом относительная погрешность равнялось 5V=0,5%.
