Koherentní analogové zpracování optické informace

Abstract

Ve své práci rozebírám teorii Fourierovy transformace a její aplikace v souvislosti s teorií difrakce, zvláště pak Fraunhoferovy difrakce. V experimentální části sestavuji optický signálový procesor. Používám čočku pro získání Fourierovy transformace ve vlastní rovině, prostorové filtry umístěné do Fourierovy roviny a další čočku pro inverzní Fourierovy transformace. Jednoduché pracoviště se skládá z laseru, pro získání rovnoběžného monochromatického svazku, který ozáří objekt s otvorem. Používám čočky k zobrazí Fraunhoferova difrakčního obrazce do jejich zadní ohniskové roviny. Maska filtru propustí v difrakčním obrazci žádoucí světlo nebo zastaví nežádoucí vyplývající z tvaru ozařovaného předmětu. Rekonstrukční čočka umístěná za filtrem opět fokusuje prošlé paprsky a rekonstruuje filtrovaný předmět. Optická difrakce dává užitečnou představu o geometrickém uspořádání detailů předmětu. Experimenty provádím pro ověření také na jednoduchých objektech i reálných obrazech v matematickém programu Matlab. Ze znalosti difrakčního obrace a experimentálního uspořádání provedu výpočet velikosti kruhového předmětu. Uvádím praktické použití Fraunhoferovy difrakce a optické filtrace. Má práce poslouží jako dobrý úvod do teorie i praktické stránky optické filtrace.

In my essay I show Fourier transform theory and applications in context with difraction theory especially Fraunhofer difraction. In part of the experiment, I set up an optical signal processing system. I take the Fourier transform of an input signal using a lens, filter the transform by placing various filters at the Fourier plane, and take the inverse transform. A simple optical bench consists of a laser, to produce a parallel, monochromatic beam which illuminates a specific area of the micrograph. Lens to focus the Fraunhofer diffraction pattern in the back focal plane of the lens. Mask transit contrived light or block out most of the noise in the diffraction pattern arising from image features. A reconstruction lens, placed behind the mask, refocuses the unobstructed rays and forms a filtered image. Optical diffraction provides useful information about the geometrical arrangement of subunits in the specimen. I make experiments for attestation on elementary objects and real images in mathematic program Matlab. From knowledge Fraunhofer difraction and organization of experiment I calculated size of circular object. I show practical using of Fraunhofer difraction and optical filtration. My essay give good introduction to the theory and techniques of optical filtration.