Ухучшенне разделения изобрашений с помощью масок и других методов

Эти результаты приводят к выводу, что даже в случае очень малых предметов нелегко достичь высокой степени чистоты воспроизведения, так как побочная интенсивность пропорциональна корню квадратному из площади предмета. Однако в случае малых предметов становятся пригодными специальные методы, позволяющие очень эффективно исключать побочные амплитуды. Первый из них заключается в наложении маски на геометрическую тень в голограмме. Во втором методе маскируется фон в процессе восстановления.

Побочная амплитуда нежелательна лишь на площади, занятой истинным изображением. Таким образом, среди лучей, выходящих из предмета-«двойника», необходимо устранить лишь те, которые проходят сквозь предмет. Как можно видеть из рис. 4, если предмет мал, эти лучи будут иметь существенно то же самое направление, что и первичные лучи, освещающие предмет. Это означает, что мы можем существенно уменьшить побочную амплитуду, если наложим маску на геометрическую тень в голограмме.

Наложение маски, однако, приводит к двум новым искажениям. Во-первых, сама маска создает систему интерференционных полос. Этот эффект может быть значительно ослаблен, если применяется маска в форме гауссова пятна (гауссова маска). Во-вторых, маска уничтожает часть информации, необходимой для полного восстановления. Очевидно, что грубые детали будут страдать больше всего, так как информация о них содержится на площади, расположенной внутри или вблизи геометрической тени в голограмме, в то время как информация о более тонких деталях размазывается за пределами тени на большой площади. Но если размеры всего предмета порядка характеристической длины или меньше, то эффект потери деталей становится несущественным. Следовательно, маскирование геометрической тени является очень эффективным методом улучшения восстановленных изображений очень малых предметов.

Во втором методе когерентный фон, т. е. первичная волна, подавляется после того, как она пройдет голограмму. Это может быть сделано следующим образом. С помощью восстанавливающей линзы создается действительное изображение точечного источника (рис. 1), которое экранируется расположенной в этой точке маленькой черной маской, предпочтительно гауссовой маской. Эта схема подобна той, которая используется в хорошо известном шлирен-методе. В результате, если

пренебречь дифракционными эффектами на маске, вместо амплитуды в плоскости предмета

где индексом с обозначена «правильная», а индексом «ошибочная» побочная часть, мы теперь получим

Следовательно, поглощающий предмет будет виден теперь ярким на темном фоне, как в методе «темного поля». В то время как в обычном методе «светлого поля» интенсивность приблизительно равна

в методе «темного поля» она равна

Здесь можно рассматривать как побочный фон, а результат интерференции двух изображений. Интенсивность побочного фона равна квадрату его прежнего значения. Она пропорциональна доле освещенного поля, покрытой предметом, а не корню квадратному из этой величины и становится пренебрежимо малой для предметов, которые покрывают лишь несколько процентов освещенного поля. Интерференционное произведение ничего не добавляет к фону, так как оно равно нулю всюду вне предмета, где На поле предмета оно обусловливает лишь слабую модуляцию истинной плотности. В случае черно-белых предметов этот эффект пренебрежимо мал, так как контуры предметов остаются неизменными. Вопрос о том, насколько сильно он исказит полутоновые предметы, будет подвергнут дальнейшему рассмотрению.

По-видимому, в случае малых предметов наиболее многообещающей будет комбинация этих двух методов, т. е. маскирование геометрической тени и первичной волны.

Третий, наиболее трудный метод улучшения разделения заключается в том, что проводится серия восстановлений при различных значениях В то время как истинное изображение всегда остается тем же самым, побочное изображение изменяется и, следовательно, может быть подавлено. Четвертый метод обсудим позже в связи с освещением неточечными источниками.