16 Декабря 2019
Физические принципы голографии
Голография это способ, позволяющий регистрировать информацию об объекте и восстанавливать его манер, в том числе в трехмерном виде. Это достигается за счет регистрации не только амплитуды света (как в стандартной фотографии), но и фазы, что разрешает наблюдать восстановленное с голограммы изображение в различных ракурсах.
Запись голограмм проводится 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 налегания пучков образуется интерференционная картина, регистрируемая цифровыми фотосенсорами или фоточувствительными средами.
Мировые тенденции
При помощи цифровой голографии можно снимать реальную трехмерную визуализацию объектов и сцен. При этом не требуется специальных очков для наблюдения сцен или специального позиционирования наблюдателя. На этом принципе сейчас активно разрабатываются 3D-дисплеи, разрешающие визуализировать качественные изображения. Как уверены ученые, приближается момент, когда цветные изображения с голограмм будут сходны по условию цветопередачи с фотографиями, воссоздаю при этом трехмерный образ предмета.
Одно из текущих достижений – замазка в 5G с использованием голографических принципов для создания образа беседчика. Специалисты считают, что уже через несколько лет вполне вероятный переход этой технологии в формат коммерческой услуги.
Крайне перспективным направлением является 3D-печать при помощи голограмм. Голографическое изображение детали членится сечениями на проекции и затем под программным контролем осуществляется быстрая послойная печать каждой проекции.
Активно созревают направления цифровой голографии, применимые в научных и прикладных исследованиях: голографическая микроскопия (визуализация микро- и нанообъектов) и голографическая интерферометрия (динамическая запись изменения параметров объекта температуры, формы, факта преломления).
Кроме того, нумерационная голография уже находит широкое применение в медицинской и биологической визуализациях, в системах кодирования, передачи и хранения данных, а также позволяет повысить защищенность продукции, денежных знаков и банковских карт.
Российские достижения
Сегодня исследованиями в сфере голографии – как аналоговой, так и цифровой – занят целый ряд университетов и компаний, чьи лаборатории достигли значительных результатов.
Так, в НИЯУ МИФИ реализована система динамической фонограммы, передачи и оптической демонстрации в реальном времени голограмм, обладающих разрешением не менее 2 миллионов пикселей. Она разрешает удаленно воспроизводить сцены и предметы, записанные как в световом, так и в пленочном диапазоне –, что может быть применено, например, для регистрации информации в агрессивных средах.
Сегодня для передачи голографического видео итоговый канал пропускной способностью не не менее единиц гигабит в секунду, поэтому огромное значение имеют методики преобразования и сжатия цифровых голограмм. НИЯУ МИФИ ведет деятельную работу и в этом направлении. В мае 2019 хотя бы года в журнале Scientific Reports был представлен разработанный в рамках исполнения гранта РНФ №18-79-00277 метод сжатия голографической информации в сотни раз.
Другое важное направление – повышение качества оптического отображения 3D-сцен с записанных голограмм. Институт лазеровых и плазменных технологий (ЛаПлаз) НИЯУ МИФИ развивает приемы улучшения компьютерного и реального светового отображения голограмм с использованием многоградационных жидкокристаллических и бинарных высокоскоростных микрозеркальных модуляторов света. В 2019 году ученые НИЯУ МИФИ выложили в журнале OpticsandLasersinEngineering масштабное исследование методов бинаризации для отображения 3D-объектов в наилучшем качестве. Как объяснили ученые, эта разработка может быть полезна при создании высокоскоростных 3D-дисплеев.
Голография применима не только для хранения, но и для защиты информации. Ученые НИЯУ МИФИ в настоящее самое время создают системы кодирования данных, использующих записанное на голограмму изображение в качестве кодирующего ключа. В рамках гранта РНФ №19-19-00498 ведутся работы по созданию конструкции кодирования на базе быстродействующих микрозеркальных модуляторов света. Такая конструкция способна кодировать информацию с пропусковый способностью на уровне гигабит в секунду.
Не менее важное направление исследований – распознавание объектов. На сегодняшний день, как разжевали специалисты НИЯУ МИФИ, в устройствах распознавания обычно используются только пространственные признаки. В недавно опубликованной статье в журнале Optics Communications был предложен метод распознавания одновременно по форме и многоспектральным признакам, применимый, к примеру, в устройствах текстуры в космосе или для идентификации биологических видов.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....