Лабораторная работа №1. (4 занятия) Численное исследование влияния условий записи голограммы Фурье и характеристик регистрирующей среды на величину отношения сигнал/помеха при корреляционном сравнении изображений в схеме коррелятора Ван дер Люгта.
Задание: Численно исследовать влияние условий записи голограммы Фурье и характеристик регистрирующей среды на величину отношения сигнал/помеха при корреляционном сравнении изображений в схеме коррелятора Ван дер Люгта.
Содержание работы. Работа включает в себя несколько этапов, каждый из которых должен быть отражен в отчете. Этапы работы:
Моделирование формирования картины интерференции двух спектров Фурье и исследование влияния характеристик спектров на параметры интерференционной картины.Условия: Спектры Фурье рассматриваются как только амплитудные (спектры фаз не рассматриваются) и аппроксимируются функциями Гаусса. Необходимо построить картину интерференции двух таких спектров при заданном угле схождения пучков и исследовать зависимость параметров интерференционной картины (видность, огибающие максимумов и минимумов модулированной части картины, диапазон частот, в котором видность находится в заданных пределах) от величины параметра, определяющего отличие одного из спектров, от другого (множитель при параметре, задающем ширину по уровню 0,606). Точку равенства локальных амплитуд пучков (точку пересечения) фиксировать.
Повторить этап 1, описав один из спектров не функцией Гаусса, а экспоненциальной функцией с показателем степени аргумента меньше 2. Второй пучок (Гаусс) сделать достаточно широким для того, чтобы можно было считать его плоским. Моделирование этапа записи голограммы. Аппроксимировать экспозиционную характеристику регистрирующей среды (зависимость пропускания от экспозиции) функцией Гаусса. Самостоятельно определить желаемый динамический диапазон, в котором эффекты переэкспозиции (насыщения) по Вашему мнению еще не существенны, и соответствующую этому диапазону экспозицию (интенсивность). «Поместить» интерференционную картину в точке равенства амплитуд пучков в этот диапазон (приравнять максимальную интенсивность в этой точке определенной выше экспозиции). Получить зависимость пропускания от частоты. Определить зависимости параметров полученной дифракционной решетки от частоты. Моделирование формирования автокорреляционной функции в схеме коррелятора Ван дер Люгта (отклика в +1 порядке дифракции) при восстановлении голограммы спектром, идентичным эталонному. (Не забудьте про преобразование Фурье!) Ввести в модель спектр фаз и получить как автокорреляцию, так и кросс-корреляцию. Получить зависимость величины отношения сигнал – помеха от условий записи голограммы – частоты равенства локальных амплитуд сигнального и опорного пучков, соотношения функций, описывающих амплитуды сигнального и опорного пучков.Методы выполнения работы: Самостоятельное изучение лекционного курса, учебных и методических материалов. Численное моделирование в среде mathcad.
Методические материалы: Конспект лекций, учебное пособие по курсу (лекции 1-2), учебные и методические материалы, выложенные на сайте кафедры в разделе «Читальный зал».
