Спосіб одержування зображення об’єкту, розташованого поза оптично неоднорідним середовищем

ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЗ. №• СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН (18) SU on (51)5 G 03 Н 1/22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЁТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И30БРЕТЕІ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) W0*i28/25 (22) 20.11.89 \ (71) Харьковский государственный верситет им. A.M.Горького (72) Г.С.Сафронов (53) 772.99(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 7*3*01, кл. G 01 S 17/02, 1979. • Авторское свидетельство СССР № 9 ^ 3 7 , кл. G 01 S 17/06, 1980. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТА, РАСПОЛОЖЕННОГО ЗА ОПТИЧЕСКИ НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДОЙ (57) Изобретение может быть использовано в оптической локации удаленных объектов, расположенных за оптически неоднородной средой, примыкающей к локатору. Цель изобретения повышение качества изображения при инвариантности положения удаленных лоцируемых объектов. Способ получения Изобретение относится к способам получения изображений объектов; расположенных за оптически неоднородной средой, примыкающей к локатору, и может быть использовано в оптической локации таких удаленных объектов, как космические аппараты и астрономические объекты. Известен способ получения изображений объекта, в котором для исключения фазовых искажений с помощью вспомогательного сдвигосого интерферометра измеряют в реальном времени относительные фазовые разности волнового фронта изображений и испольЮ-92 , изображения объекта заключается в том, что объект облучают когерентным излучением, принимают отраженные от объекта сигналы с помощью телескопа, принятый сигнал разделяют на два информационный и опорный сигналы, фокусируют телескоп на оптически неоднородную среду и в плоскости фокусировки располагают регистрирующие среды, на которые направляют разделенный на два луча информационный сигнал и разделенный на два луча опорный сигнал, причем направляют опорные лучи на регистрирующие среды под разными углами, формируют две голограммы. Одну из них преобразуют в фазовую голограмму, которую используют в качестве голографического филь' тра, который контактно накладывают на другую голограмму,и восстанавливают изображение объекта. 2 ил. зуют их для устранения фазовых искажений. Известен способ получения изображений объектов, расположенных за оп~ тически неоднородной средой, включающий облучение объектов когерентным излучением, прием отраженного от объекта сигнала, разделение его на два, один из которых используют*в ка честве опорного, а другой, информаци онный, формирование голограммы объек та и последующее восстановление по ней изображения. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату я " г 1 myiMf р 1720406 ляется способ получения изображений объектов,, расположенных, за оптическ и неоднородной средой, заключающийся в облучении объекта когерентным излучением, формировании информационного излучения, выделении из него опорного излучения, записи двух голограмм при различных ориентация* опорного и информационного пучков в течение интервала времени, по крайней мере на порядок превышающего интервал корреляции фазовых изменений в турбулентной среде, получении' изображения путем облучения одновременно двух голограмм одним восстанавливающим пучком. Недостатком этого способа является то, что получаемое изображение объекта недостаточно высокого качества, так как при реализации этого способа в основном компенсируются только низкочастотные составляющие фазовых задержек» обусловленных турбулентной атмосферой, в результате чего восстановленное изображение оказывается искаженным высокочастотными составляющими фазовых задержек сигнала в турбулентной атмосфере. Целью изобретения является повышение качества получаемого изображения при инвариантности к положению v 5 10 20 25 объекта. Способ осуществляется следующим образом. Объект облучают когерентным излучением, формируют информационное излучение, выделяя из него опорное излучение. Информационный и опорный пучки делят на два пучка, соответствующие пары которых направляют на регистрирующие среды, расположенные в плоскости фокусировки неоднородной среды под разными углами. Записывают голограммы сфокусированных изображений неоднородной среды и расфокусированных изображений объекта в один промежуток времени, одну из голограмм ) преобразуют в фазовую, совмещают голограммы и облучают их восстанавливающим пучком. На фиг. 1 приведена схема устройства формирования голограмм; на фиг. 2 - схема блока восстановления и фильтрации изображений,, Устройство формирования голограмм состоит из источника когерентного из 30 35 40 45 50 55 лучения 1, телескопа 2, полупрозрэч- ных зеркал 3, 9, 10,блока формирования опорных колебаний 4, который включает в себя линзу 5, фильтр пространственных частот 6 (диафрагму) и квэнтово-механический усилитель 7, зеркал 8, 11, 12, регистрирующих сред 13, 1*1-для фиксации голограмм. Блок восстановления и фильтрации изображений 15 состоит из лазера 16, голограммы 17, голографического фильтра 18, линзы 19, регистрирующей среды 20 для фиксации действительно- * го изображения, восстановленного по голограмме. , , , „fce, , Устройство работает следующим образом. Источником 1 когерентного излучения облучают объект. Сигналы, отраженные от объекта, проходят через оптически неоднородную среду, расположенную вблизи телескопа 2, и поступают на его вход. Принятые сигналы с выхода телескопа 2 подают на полупрозрачное зеркало 3, в котором производится деление принятого сигнала. Большая доля энергии сигналов, являющейся информативной частью, направляется нэ полупрозрачное зеркало 9 и зеркало 11. Меньшую часть энергии сигналов, отраженных от полупрозрачного зеркала 3, направляют в блок k формирования опорных колебаний на линзу 5. Сигналы с выхода * линзы 5 направляют на фильтр пространственных частот (диафрагму) 6. В фильтре 6 производят фильтрацию высокочастотной составляющей пространственных частот сигнала, отраженного от объекта, и направляют для усиления а квантово-механический усилитель 7» Опорные колебания с выхода квантово-механического усилителя 7 поступают через зеркало 3 на полупрозрачное зеркало 10 и зеркало 12„ Информационную составляющую с выхода полупрозрачного зеркала 9 и опорные колебания^, отраженные полупрозрачным зеркалом 10, направляют на регистрирующую среду 13 для формирования одной из голограмм. Информационную составляющую, отраженную от зеркала 11, и опорные колебания, отраженные от зеркала 12, направляют на регистрирующую среду Ik и регистрируют вторую голограмму. Регистрирую ющие среды 13 и 14 расположены в плос 1720406 кости фокусировки изображения неоднородной среды. При формировании голограмм опорные колебания, подаваемые на регистрирующие среды О и ]h f направляют под разными углами. -* * Одну из сформированных голограмм отбеливают, тем самым производя преобразование амплитудной гопогрэммы в 10 фазовую голограмму. В блоке восстановления изображений 15 на амплитудную голограмму 17 накладывают фазовую голограмму 18 и облучают когерентным светом лазера 1бо Дифрагированный J5 на пакете голограмм 17, 18 свет фокусируют с помощью линзы 19 и в плоскости экрана 20 наблюдают восстановленное изображение объекта, В результате наложения на голограмму 17 фазовой 20 голограммы 18 при облучении их лазером 16 происходит фильтрация восстановленного изображения,в результате которой отфильтровываются фазовые искажения, обусловленные оптически неоднородной средой, расположен ной на пути распространения сигнала, отраженного or объекта, к телескопу и фокусируется изобоажение объекта. Преимуществом предлагаемого спосо- 30 ба по сравнению с прототипом является то, что при его реализации в восстановленном изображении компенсируются не только низкочастотные составляющие фазовых задержек, но и 35 высокочастотные составляющие, обусловленные турбулентной атмосферой. Возможность компенсации как низко частотных^ так и высокочастотных составляющих фазовых задержек сигнала, прошедшего через оптически неоднородную среду, приводит к повышению качества изображения, восстанавливаемого по голограмме. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ получения изображения объекта, расположенного за оптически неоднородной средой, заключающийся в облучении объекта когерентным излучением, формировании информационного излучения, выделении из него опорного излучения, записи двух голограмм при различных ориентациях опорного и информационного пучков и получении изображения путем облучения одновременно двух голограмм одним восстанавливающим пучком, о т л и ч а ю щийся тем, что, с целью увеличения качества получаемого изображения при инвариантности к положению объекта, информационный и опорный пучки делят на два пучка, соответствующие пары которых направляют на регистрирующие среды, расположенные в плоскости фокусировки неоднородной среды под разными углами, записывают голограммы сфокусированных изображений неоднородной среды и расфокусированных изображений объекта в один проме-^ жуток времени, одну из которых преобразуют в фазовую голограмму, совмещают их и облучают восстанавливающим пучком. 1720*406 1 Редактор Н.Каменская Уб 17 18 19 Составитель Е„Кондрашева Техред А.Кравчук it•г? , .. -. -• Корректор Л.Пилипенко Заказ 981/ДСП Тираж . . Подписное V ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101