Holografie
Uibk Holo bei Bernet
Uibk Holo bei Bernet
Wie ist der Kontrast beschrieben?
Amplitude/Offset
Nenne die drei verschiedenen ausgehenden Wellen.
1. abgeschwächte und phasenverschobene einfallende Referenzwelle => transmittierte Referenzwelle
2. Rekonstruierte Objektwelle => verhaltet sich ab Film genauso wie ursprüngliche obj. Welle
3. Welle phasenkonjugiert und fokussiert auf einen Bildpunkt p'
relative Effizienz von Absorptionsgitter bzw Brechungsindexgitter und wie wird diese berechnet?
rel. Eff. Absorptionsgiter = 25%
rel. Eff. Brechungsindexgitter = 33.9%
Wird duch E^2(rekonstruiert)/E^2(transmittiert) berchnet
Unterschied Fresnel- und Fraunhofer Hologramm ?
Fresnel: Objekt nahe
Fraunhofer: Objekt weit weg
Fourier- Transformation durch eine Linse an einem Punkt b am Schirm.
\(E(b)=E(x) \cdot e^{i 2 \pi \cdot x \cdot b \over \lambda f} \)
Nenne die zwei Anwendungen von Filterung der einzelnen Fourierkomponenten.
Ausblendung der 0ten Ordnung => Dunkelfeld Mirkoskopie: Kontrasterhöhung
Phasenverschub der 0ten Ordnung um \(\lambda \over 4\) => Umwandlung einesn Amplitudenobjekts in ein Phasenobjekt. Daher Brechungsindexänderungen erscheinen im Bild als Intensitätskontrast.
Nenne die zwei Kohärenzarten und was diese in der Holographie bedeuten.
1. Räumliche(transversalte) Kohärenz= Zeitunabhängige Wellenfronten => Unterschiedliche Teile einer Welenfront müssen miteinanter inteferieren können.
2. Zeitliche(longitudinale) Kohärenz= Schmalbandigkeit monochramtisches Licht => Inteferierende Wellen können unterschiedliche Wegstrecken zurücklegen.
Anforderung an Auflösung von Aufnahmematerialien?
Bragg-Bedingung: \(d= {\lambda \over 2 \cdot sin(\alpha)}\)
Nenne die verschiedene Aufnahmematerialien.
1. Silber-Halogenid Filme; Aufnahm-Entwicklung-Fixierung.
2. Dichromatisierte Gelatine: Belichtung führt zu Ionen welche Polymerisierung bewirken, anschließend wird das Dichromat mit Wasser ausgewaschen und die weichen bereiche saugen sich voll, wasser wird entfernt und es resultiert eine brechungsindexmodulation.
3.Photopolymere: Polymerisation durch Photosensitizer, Entwicklung durch Belechtung mit weißen Licht.
4. Photorefraktive Kristalle: In Störstellen gefangene Elektronen werden durch Licht in freie Elektronen und diffundieren zu dunklen Stellen => Brechungsindexmodulation, Hohe Speicherdichte durch Winkelselektion.
Nenne die Drei Arten von kopieren eines Hologramms
1.Rekonstruktion des reellen Bildes und erneute Aufnahme.
2. Kontaktkopie: Muster ist das Absorptionshologramm und Kopien sind meist auf Photopolymer-Materialien.
3. Druckverfahren: beschichten der Oberfläche und Elektrolytischer Aufbau einer Nickel-Schicht, Einstempeln des Hologramms in gewachste Papieroberfläche.
Realisierung eines 2-step Hologramms und Problem von diesem?
Lösung des Problems?
1.Produzieren normales Fresnel-Hologramm
2. Rekonstruieren reelles Bild und platzieren am Ort des reellen Bildes einen neuen Film.
3.Speichere mit hilfe einer neuen Referenzwelle dass rekonstuierte reele Bild als Hologramm.
Problem: Farbverschmiereung beim Lesen mit weißen Licht wegen Abstand der 2 Filme.
Lösung: Regenbogen-Hologramm nützt aus, dass Spaltbild bei Rekonstruktion mit versch. Lichtfrequenzen an versch. Positionen entsteht.
Anwendung von Diffraktiver Optik und desen Kinoform-Prinzips?
1.Muster-Projektion: Scharfes Bild ohne Projektionsoptik.
2. Gerichtete Diffusion. homogene Ausleuchtung ohne Leistungsverlust.
Erzeugung optimierter DOEs
1.Verwende Bildvorlage als Einstig in gerchberg-Saxton Algorithmus => H(x,y), reine Phasenverteilung
2.Kann als off-Axis Holo transformiert werde => Nullte ordnung neben dem Bild HOff-Axis= H(x,y) \(e^{i k r}\)
3. Kann in Fresnel-Holo transformiert werden( Rekonstrukion in vorausberechnete Ebene f) \(H_{Fresnel}= H(x,y) \cdot e^{i {\pi \over \lambda f} \cdot r^2}\)
Eigenschaften von Random Mask Encoding
Idee: komplizeiertes DOE aus Teil-DOEs aufbauen, wobei jedes Teil-DOE zufällig über die SLM-Fläche verteilt ist.
Nachteil: Effizienzveringerung stärker als bei GS-Algorithmus.
Eff. der Teil-DOEs sinkt quadraatisch mit Anzahl.
Gesamtes Nutzlicht sink linear mit Anzahl der Teil-DOEs.
Besonderheiten des Denisynk Hologramms.
Keine Winkelselektivität aber hohe Wellenlängenselektivität.
Nur Aufnahmewellenlänge wird gebeugt => mit weißem Licht beleuchtbar.
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Flashcards
Wie ist der Kontrast beschrieben?
Amplitude/Offset
Nenne die drei verschiedenen ausgehenden Wellen.
1. abgeschwächte und phasenverschobene einfallende Referenzwelle => transmittierte Referenzwelle
2. Rekonstruierte Objektwelle => verhaltet sich ab Film genauso wie ursprüngliche obj. Welle
3. Welle phasenkonjugiert und fokussiert auf einen Bildpunkt p'
relative Effizienz von Absorptionsgitter bzw Brechungsindexgitter und wie wird diese berechnet?
rel. Eff. Absorptionsgiter = 25%
rel. Eff. Brechungsindexgitter = 33.9%
Wird duch E^2(rekonstruiert)/E^2(transmittiert) berchnet
Unterschied Fresnel- und Fraunhofer Hologramm ?
Fresnel: Objekt nahe
Fraunhofer: Objekt weit weg
Fourier- Transformation durch eine Linse an einem Punkt b am Schirm.
\(E(b)=E(x) \cdot e^{i 2 \pi \cdot x \cdot b \over \lambda f} \)
Nenne die zwei Anwendungen von Filterung der einzelnen Fourierkomponenten.
Ausblendung der 0ten Ordnung => Dunkelfeld Mirkoskopie: Kontrasterhöhung
Phasenverschub der 0ten Ordnung um \(\lambda \over 4\) => Umwandlung einesn Amplitudenobjekts in ein Phasenobjekt. Daher Brechungsindexänderungen erscheinen im Bild als Intensitätskontrast.
Nenne die zwei Kohärenzarten und was diese in der Holographie bedeuten.
1. Räumliche(transversalte) Kohärenz= Zeitunabhängige Wellenfronten => Unterschiedliche Teile einer Welenfront müssen miteinanter inteferieren können.
2. Zeitliche(longitudinale) Kohärenz= Schmalbandigkeit monochramtisches Licht => Inteferierende Wellen können unterschiedliche Wegstrecken zurücklegen.
Anforderung an Auflösung von Aufnahmematerialien?
Bragg-Bedingung: \(d= {\lambda \over 2 \cdot sin(\alpha)}\)
Nenne die verschiedene Aufnahmematerialien.
1. Silber-Halogenid Filme; Aufnahm-Entwicklung-Fixierung.
2. Dichromatisierte Gelatine: Belichtung führt zu Ionen welche Polymerisierung bewirken, anschließend wird das Dichromat mit Wasser ausgewaschen und die weichen bereiche saugen sich voll, wasser wird entfernt und es resultiert eine brechungsindexmodulation.
3.Photopolymere: Polymerisation durch Photosensitizer, Entwicklung durch Belechtung mit weißen Licht.
4. Photorefraktive Kristalle: In Störstellen gefangene Elektronen werden durch Licht in freie Elektronen und diffundieren zu dunklen Stellen => Brechungsindexmodulation, Hohe Speicherdichte durch Winkelselektion.
Nenne die Drei Arten von kopieren eines Hologramms
1.Rekonstruktion des reellen Bildes und erneute Aufnahme.
2. Kontaktkopie: Muster ist das Absorptionshologramm und Kopien sind meist auf Photopolymer-Materialien.
3. Druckverfahren: beschichten der Oberfläche und Elektrolytischer Aufbau einer Nickel-Schicht, Einstempeln des Hologramms in gewachste Papieroberfläche.
Realisierung eines 2-step Hologramms und Problem von diesem?
Lösung des Problems?
1.Produzieren normales Fresnel-Hologramm
2. Rekonstruieren reelles Bild und platzieren am Ort des reellen Bildes einen neuen Film.
3.Speichere mit hilfe einer neuen Referenzwelle dass rekonstuierte reele Bild als Hologramm.
Problem: Farbverschmiereung beim Lesen mit weißen Licht wegen Abstand der 2 Filme.
Lösung: Regenbogen-Hologramm nützt aus, dass Spaltbild bei Rekonstruktion mit versch. Lichtfrequenzen an versch. Positionen entsteht.
Anwendung von Diffraktiver Optik und desen Kinoform-Prinzips?
1.Muster-Projektion: Scharfes Bild ohne Projektionsoptik.
2. Gerichtete Diffusion. homogene Ausleuchtung ohne Leistungsverlust.
Erzeugung optimierter DOEs
1.Verwende Bildvorlage als Einstig in gerchberg-Saxton Algorithmus => H(x,y), reine Phasenverteilung
2.Kann als off-Axis Holo transformiert werde => Nullte ordnung neben dem Bild HOff-Axis= H(x,y) \(e^{i k r}\)
3. Kann in Fresnel-Holo transformiert werden( Rekonstrukion in vorausberechnete Ebene f) \(H_{Fresnel}= H(x,y) \cdot e^{i {\pi \over \lambda f} \cdot r^2}\)
Eigenschaften von Random Mask Encoding
Idee: komplizeiertes DOE aus Teil-DOEs aufbauen, wobei jedes Teil-DOE zufällig über die SLM-Fläche verteilt ist.
Nachteil: Effizienzveringerung stärker als bei GS-Algorithmus.
Eff. der Teil-DOEs sinkt quadraatisch mit Anzahl.
Gesamtes Nutzlicht sink linear mit Anzahl der Teil-DOEs.
Besonderheiten des Denisynk Hologramms.
Keine Winkelselektivität aber hohe Wellenlängenselektivität.
Nur Aufnahmewellenlänge wird gebeugt => mit weißem Licht beleuchtbar.