Digital Holography and Wavefront Sensing

Schnars, Ulf; Falldorf, Claas; Watson, John; Jüptner, Werner

doi:10.1007/978-3-662-44693-5

Cited by 127 publications

(97 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…In an off-axis digital holographic configuration [9][10][11][12] similar to the one shown in Fig. 1(a), the CCD sensor is illuminated with a plane reference wave, Rðk; lÞ ¼ R exp½ið2πf 0 xÞ, at an angle θ, and an object wave, Oðk; lÞ, so that the resulting interference has a fringe pattern with equidistant spacing of 13,14 …”

Section: Off-axis Digital Holographymentioning

confidence: 99%

“…2(a), the object of interest is illuminated concurrently with three object beams from different directions to provide three sensitivity vectors that are required for 3-D displacement measurements. 14 The reference beams provide slightly different spatial carrier frequencies on the CCD to enable single-frame phase extraction. 20 The total intensity recorded on the CCD detector, Iðk; lÞ, due to incoherent superposition of three pairs of reference-object beams is 6,7 Iðk; lÞ ¼…”

Section: Off-axis Multiplexed Lensless Digital Holographymentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Simultaneous full-field 3-D vibrometry of the human eardrum using spatial-bandwidth multiplexed holography

et al. 2015

View full text Add to dashboard Cite

Abstract. Holographic interferometric methods typically require the use of three sensitivity vectors in order to obtain three-dimensional (3-D) information. Methods based on multiple directions of illumination have limited applications when studying biological tissues that have temporally varying responses such as the tympanic membrane (TM). Therefore, to measure 3-D displacements in such applications, the measurements along all the sensitivity vectors have to be done simultaneously. We propose a multiple-illumination directions approach to measure 3-D displacements from a single-shot hologram that contains displacement information from three sensitivity vectors. The hologram of an object of interest is simultaneously recorded with three incoherently superimposed pairs of reference and object beams. The incident off-axis angles of the reference beams are adjusted such that the frequency components of the multiplexed hologram are completely separate. Because of the differences in the directions and wavelengths of the reference beams, the positions of each reconstructed image corresponding to each sensitivity vector are different. We implemented a registration algorithm to accurately translate individual components of the hologram into a single global coordinate system to calculate 3-D displacements. The results include magnitudes and phases of 3-D sound-induced motions of a human cadaveric TM at several excitation frequencies showing modal and traveling wave motions on its surface.

show abstract

Section: Off-axis Digital Holographymentioning

confidence: 99%

Section: Off-axis Multiplexed Lensless Digital Holographymentioning

confidence: 99%

Simultaneous full-field 3-D vibrometry of the human eardrum using spatial-bandwidth multiplexed holography

et al. 2015

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…En la práctica existen diferentes maneras de implementar numéricamente la ecuación 3 (Schnars, et al, 2015;Picart, 2015). Una de las formas más frecuentes de implementarla es usando la aproximación de Fresnel que permite un fácil computo numérico del campo complejo reconstruido a través de transformadas rápidas de Fourier (Picart, 2015;Schnars, et al, 2015).…”

Section: Marco Teóricounclassified

“…Una de las formas más frecuentes de implementarla es usando la aproximación de Fresnel que permite un fácil computo numérico del campo complejo reconstruido a través de transformadas rápidas de Fourier (Picart, 2015;Schnars, et al, 2015). La ecuación 4 es la versión discreta que implementa esta aproximación en particular (Picart, 2015):…”

Section: Marco Teóricounclassified

Estudio del efecto de la relación de intensidades relativas entre la onda de referencia y la onda objeto en holografía digitalonda de referencia y la onda objeto en holografía digital

Guerrero-Castañeda

Hincapie

Bedoya

et al. 2015

Rev. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

View full text Add to dashboard Cite

ResumenEn este trabajo se realizó un estudio para determinar la importancia de la relación relativa de las intensidades de la onda de referencia y la onda objeto en holografía digital en términos del contraste de la imagen holográfica reconstruida. Para ello se llevaron a cabo diferentes registros holográficos variando la relación de intensidades de la onda de referencia respecto a la onda objeto. Además de las reconstrucciones numéricas de estos registros holográficos, se hizo un análisis sobre los perfiles de intensidad de estos hologramas antes y después de realizado el requerido proceso de filtrado espacial. Los resultados obtenidos permiten concluir que contrario al proceso análogo de la holografía óptica tradicional, en holografía digital no es necesario mantener un alto control de las relaciones de intensidad entre la onda de referencia y la onda objeto. En general, se puede afirmar que esta relación de intensidades es de baja influencia para la calidad de la reconstrucción holográfica digital siempre y cuando que en el registro se respeten las adecuadas condiciones de muestreo y no saturación de los píxeles.Palabras clave: holografía digital, filtrado espacial, procesamiento de imágenes. Study of the relative ratio of the intensities between the reference and the object waves in digital holography AbstractIn this paper, we present a study on the effect of the relative ratio of the intensities of the reference and object waves in digital holography with respect to the quality of the numerical reconstructions of the digitally recorded holograms. To perform the study, we have recorded several holograms of the same sample varying the ratio of intensities between the reference and object waves. In addition to the numerical reconstructions of these holograms, we have carried out an analysis of the intensity profiles of the digitally recorded holograms before and after performing the needed process of spatial filtering. The results of the numerical reconstructions and the analysis of the intensity profiles allow us to conclude that on contrary to the analogous process of optical holography, in digital holography is not necessary to keep a high control in the intensity ratio between the reference and object waves. In general, it can be stated that this relation of intensities is of low importance, while it is assured the correct sampling of the hologram and the no saturation of pixels are guaranteed.Key words: Digital holography, spatial filtering, image processing. Ciencias físicas IntroducciónA pesar de que el concepto de holografía digital, entendida como la reconstrucción numérica de hologramas digitalmente registrados, nació casi simultáneamente con la holografía óptica (Goodman and Lawrence, 1967; Demetrakopoulos and Mittra, 1974), se puede considerar que no fue sino hasta el trabajo de Schnars y Jüptner de 1994 (Schnars and Jüptner, 1994) cuando se dio inicio al camino de aplicaciones e implementaciones en holografía digital que desde entonces han tenido un crecimiento continuo. Fueron las limitaciones e...

show abstract

“…Изменения, проис-ходящие с рассеивающими объектами, вызывают измене-ния в амплитудно-фазовом распределении комплексной амплитуды и интенсивности спекл-поля. С помощью методов спекл-интерферометрии можно определить из-менения, произошедшие в спекл-полях, и, таким об-разом, получить информацию об изменении состояния рассеивающего объекта [2,3].Использование в цифровой спекл-интерферомет-рии [3,4-6] метода взаимной корреляции смещенной и несмещенной спекл-структур позволяет получать ин-формацию о смещении спеклов без преобразования в частотную область. Корреляционные методы позволяют измерять смещения спеклов в изображениях с точно-стью до периода расположения пикселей матрицы циф-ровой фотокамеры [4,5], величина которого используется в качестве рабочей меры длины в этих методах.…”

unclassified

Определение Субпиксельных Микросмещений Спекл-Структуры Методом Фазового Сдвига Поля Пространственного Спектра

Максимова¹,

Рябухо²,

Мысина³

et al. 2017

Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

Предложен и экспериментально реализован метод измерения субпиксельных микросмещений спекл-структуры, основанный на определении параметров линейного фазового набега, образующегося в поле комплексного пространственного спектра смещенной спекл-структуры, путем численного введения дополни-тельного фазового сдвига спектра и корреляционного анализа возникающего смещения линейного фазового набега в пространственном спектре спеклограммы. Метод позволяет расширить диапазон измерений, производимых с помощью метода цифровой спекл-фотографии, для случая, когда период интерференционных полос, формируемых в суммарном пространственном спектре спеклограмм, оказывается существенно больше ширины спектра. DOI: 10.21883/JTF.2017.08.44741.2128 Спекл-структура формируется при отражении коге-рентного лазерного излучения от рассеивающей по-верхности или при прохождении через пространственно случайно неоднородную среду [1,2]. Изменения, проис-ходящие с рассеивающими объектами, вызывают измене-ния в амплитудно-фазовом распределении комплексной амплитуды и интенсивности спекл-поля. С помощью методов спекл-интерферометрии можно определить из-менения, произошедшие в спекл-полях, и, таким об-разом, получить информацию об изменении состояния рассеивающего объекта [2,3].Использование в цифровой спекл-интерферомет-рии [3,4-6] метода взаимной корреляции смещенной и несмещенной спекл-структур позволяет получать ин-формацию о смещении спеклов без преобразования в частотную область. Корреляционные методы позволяют измерять смещения спеклов в изображениях с точно-стью до периода расположения пикселей матрицы циф-ровой фотокамеры [4,5], величина которого используется в качестве рабочей меры длины в этих методах. Для из-мерений микросмещений изображений в субпиксельном диапазоне применяются итерационные вычислительные подходы [6]. В [7] субпиксельная точность корреляци-онного метода достигается с помощью итерационных подходов и статистического анализа зарегистрированных спекл-полей.В настоящей работе предложен метод обработки комплексных пространственных спектров изображений спекл-структур для измерения их микросмещений в субпиксельном диапазоне на основе определения пара-метров линейного фазового набега, образующегося в по-ле комплексного пространственного спектра смещенной спекл-структуры, путем численного введения дополни-тельного фазового сдвига спектра и корреляционного анализа возникающего смещения линейного фазового набега в пространственном спектре спеклограммы. Вве-дение дополнительного постоянного фазового сдвига в поле пространственного спектра приводит к соответ-ствующему смещению линейного фазового набега в спектре смещенной спеклограммы. Для определения ве-личины смещения линейного участка графика функции фазового набега используется построчный корреляцион-ный анализ положений точек графика до смещения и после. Предложенный метод позволяет найти величину наклона линейного участка графика функции фазового набега в пределах пространственного спектра и опре-делить с достаточно большой точностью субпиксельное смещение спекл-структуры.Однород...

show abstract

Digital Holography and Wavefront Sensing

Cited by 127 publications

References 0 publications

Simultaneous full-field 3-D vibrometry of the human eardrum using spatial-bandwidth multiplexed holography

Simultaneous full-field 3-D vibrometry of the human eardrum using spatial-bandwidth multiplexed holography

Estudio del efecto de la relación de intensidades relativas entre la onda de referencia y la onda objeto en holografía digitalonda de referencia y la onda objeto en holografía digital

Определение Субпиксельных Микросмещений Спекл-Структуры Методом Фазового Сдвига Поля Пространственного Спектра

Contact Info

Product

Resources

About