Обратные задачи деконволюции изображений, диагностики поверхности, голографии и томографии подповерхностных неоднородностей.

Научная библиотека Комментариев к записи Обратные задачи деконволюции изображений, диагностики поверхности, голографии и томографии подповерхностных неоднородностей. нет

К.П.Гайкович // Материалы, подготовленные к двадцатилетию Института физики микроструктур Российской академии наук (ИФМ РАН), Нижний Новгород

Бесконтактные неразрушающие методы физической диагностики двумерных и трехмерных распределений параметров неоднородных сред представляют интерес в огромной области научных и практических приложений. Извлечение полезной информации из данных таких бесконтактных измерений предполагает постановку и решение соответствующих обратных задач.
К классу двумерных задач в первую очередь относятся задачи реконструкции изображений, неизбежно искажаемых и сглаживаемых аппаратной функцией прибора – телескопа, радиотелескопа, микроскопа, наконец, обычного фотоаппарата. Математически такое искажение описывается двумерным интегралом – сверткой (конволюцией) истинного двумерного распределения (изображения) и аппаратной функции. Если аппаратная функция прибора известна (а ее обычно можно измерить), то существует возможность реконструировать истинное изображение, решая интегральное уравнение. Такие задачи решать непросто, поскольку они оказываются математически некорректными (информационно недоопределенными). Специфику методов решения определяют способы устранения этой недоопределенности (регуляризации), которые вводят в алгоритмы имеющуюся априорную информацию об искомом решении.
На рис.1 идея реконструкции изображений демонстрируется на примере численного моделирования с использованием в решении интегрального уравнения метода обобщенной невязки Тихонова, в котором используется информация о принадлежности решения к функциональному пространству Соболева. На рис.2 показан пример изображения ближнего поля излучения полупроводникового лазера, измеренного вблизи излучающей поверхности системой СБОМ (рис.2а).
Численное моделирование задачи позволило оптимизировать схему измерений и установить точность решения.
Это позволило реализовать метод восстановления поверхностного тока в экспериментах и осуществить его визуализацию. На рис.4 можно видеть пример такого восстановления. Слева показано двумерное распределение модуля z-компоненты магнитного поля, измеренного на высоте z = 250 мкм над квадратной пленкой со стороной 1 см, а справа – визуализация восстановленного векторного поля поверхностного тока на этой пленке. Метод был применен для исследования обтекания током дефектов на пленках и воздействия лазерных импульсов на распределение сверхпроводящего тока.

Естественным развитием методов диагностики поверхности стало исследование возможностей диагностики трехмерных подповерхностных неоднородностей параметров сред.
Такие методы могут быть основаны на измерениях поля внешнего источника (электромагнитного или акустического), рассеянного неоднородностями, или на измерениях собственного теплового излучения среды. Соответственно, объектами анализа могут быть внутренние неоднородности диэлектрической проницаемости, плотности или температуры среды. Чтобы определять трехмерные распределения параметров, помимо двумерного сканирования вдоль поверхности над областью неоднородностей, необходимо также проводить эти измерения в зависимости от третьего параметра, определяющего глубинную чувствительность. Таким параметром может быть, например, частота сигнала, от которой
зависит толщина слоя, в котором формируется излучение.

Полное содержание статьи: http://ipmras.ru/UserFiles/Dep/110/20_years/Gaikovich.pdf

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top