Проявление эффектов углового спектра освещающего поля в полихроматической интерференционной микроскопии слоистых объектов
Автор: Дьяченко Антон Андреевич, Максимова Людмила Александровна, Рябухо Владимир Петрович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 6 т.42, 2018 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрено влияние ширины углового спектра освещающего объект полихроматического поля на цвет интерференционного изображения в оптической микроскопии слоистых микроструктур. Получены выражения для интенсивности интерференционного изображения однослойного объекта с учётом частотного и углового спектров освещающего поля. Показано влияние ширины углового спектра освещающего поля на взаимную когерентность и разность фаз интерферирующих волн. Приводятся результаты компьютерного моделирования формирования интерференционных изображений тонкого слоя при квазимонохроматическом и полихроматическом освещающем поле с различной шириной углового спектра. Проведён количественный анализ влияния угловой апертуры поля белого света на цвета формируемого интерференционного изображения. Экспериментально исследованы изменения интерференционных цветов изображения слоя в оптическом микроскопе при изменении ширины углового спектра освещающего поля, и проведено сравнение изменений цветов изображений, получаемых экспериментально и теоретически.
Оптическая микроскопия, интерференция, интерференционные изображения, угловой спектр, пространственная когерентность, длина когерентности, интерференционный цвет, цифровая обработка изображений, слоистые микроструктуры
Короткий адрес: https://sciup.org/140238467
IDR: 140238467 | DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-6-959-969
Manifestation of effects of the angular spectrum of the illuminating field in polychromatic interference microscopy of stratified objects
An effect of the angular spectrum width of a polychromatic illuminating field on the interference pattern color in optical microscopy of stratified objects is considered. Equations describing the intensity of interference patterns of thin stratified objects are obtained with due account for the influence of both frequency and angular spectra of the illuminating field. The angular spectrum width of the illuminating field is shown to affect the mutual coherence and phase difference of the interfering fields. Computer-simulated interference patterns for a thin layer under monochromatic and polychromatic illumination with different widths of the angular spectrum are presented. Quantitative analysis of the effect of angular aperture of white light on the colors of the resulting interference pattern is carried out. Changes in the colors of the layer interference patterns are experimentally studied when changing the width of the angular spectrum of the illuminating field. Color variations of the interference patterns obtained experimentally and theoretically are compared.
Список литературы Проявление эффектов углового спектра освещающего поля в полихроматической интерференционной микроскопии слоистых объектов
- De Groot, P. Principles of interference microscopy for the measurement of surface topography/P. de Groot//Advanced in Optics and Photonics. -2015. -Vol. 7, Issue 1. -P. 1-65. - DOI: 10.1364/AOP.7.000001
- Handbook of full-field optical coherence microscopy: Technology and applications/ed. by A. Dubois. -Singapore: Pan Stanford Publishing Pte. Ltd., 2016. -790 p. -ISBN: 978-9-8146-6916-0.
- Тычинский, В.П. Динамическая фазовая микроскопия: возможен ли «диалог» с клеткой?/В.П. Тычинский//УФН. -2007. -Т. 177, Вып. 5. -С. 535-552. - DOI: 10.3367/UFNr.0177.200705c.0535
- Левин, Г.Г. Автоматизированный интерференционный микроскоп для измерения динамических объектов/Г.Г. Левин, Г.Н. Вишняков, В.Л. Минаев//Приборы и техника эксперимента. -2014. -№ 1. -С. 79-84. - DOI: 10.7868/S0032816214010066
- Дьяченко, А.А. Определение оптических толщин слоистых объектов по интерференционным цветам изображений в микроскопии в белом свете/А.А. Дьяченко, В.П. Рябухо//Компьютерная оптика. -2017. -Т. 41, № 5. -С. 670-679. - DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-5-670-679
- Biegen, J.F. Calibration requirements for Mirau and Linnik microscope interferometers/J.F. Biegen//Applied Optics. -1989. -Vol. 28, Issue 11. -P. 1972-1974. - DOI: 10.1364/AO.28.001972
- Creath, K. Calibration of numerical aperture effects in interferometric microscope objectives/K. Creath//Applied Optics. -1989. -Vol. 28, Issue 16. -P. 3333-3338.
- Kino, G.S. Mirau correlation microscope/G.S. Kino, S.S.C. Chim//Applied Optics. -1990. -Vol. 29, Issue 26. -P. 3775-3783. - DOI: 10.1364/AO.29.003775
- Sheppard, C.J.R. Effect of numerical aperture on interference fringe spacing/C.J.R. Sheppard, K.G. Larkin//Applied Optics. -1995. -Vol. 34, Issue 22. -P. 4731-4734. - DOI: 10.1364/AO.34.004731
- Dubois, A. Phase measurements with wide-aperture interferometers/A. Dubois, J. Selb, L. Vabre, A.-C. Boccara//Applied Optics. -2000. -Vol. 39, Issue 14. -P. 2326-2331. - DOI: 10.1364/AO.39.002326
- Abdulhalim, I. Competence between spatial and temporal coherence in full field optical coherence tomography and interference microscopy/I. Abdulhalim//Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. -2006. -Vol. 8, Issue 11. -P. 952-958. - DOI: 10.1088/1464-4258/8/11/004
- Rosen, J. Longitudinal spatial coherence of optical radiation/J. Rosen, A. Yariv//Optics Communication. -1995. Vol. 117, Issues 1-2. -P. 8-12. - DOI: 10.1016/0030-4018(95)00086-N
- Рябухо, В.П. Эффекты продольной пространственной когерентности света в интерференционном эксперименте/В.П. Рябухо, Д.В. Лякин//Оптика и спектроскопия. -2005. -Т. 98, Вып. 2. -С. 309-320.
- Abdulhalim, I. Spatial and temporal coherence effects in interference microscopy and full-field optical coherence tomography/I. Abdulhalim//Annalen der Physik. -2012. -Vol. 524, No. 12. -P. 787-804. - DOI: 10.1002/andp.201200106
- Рябухо, В.П. Продольная чисто пространственная когерентность светового поля/В.П. Рябухо, Д.В. Лякин, В.В. Лычагов//Оптика и спектроскопия. -2006. -Т. 100, Вып. 5. -С. 788-797.
- Рябухо, В.П. Продольная когерентность оптического поля протяжённого пространственно некогерентного источника/В.П. Рябухо, Д.В. Лякин, В.В. Лычагов//Компьютерная оптика. -2009. -Т. 33, № 2. -С. 175-184.
- Safrani, A. Spatial coherence effect on layer thickness determination in narrowband full-field optical coherence tomography/A. Safrani, I. Abdulhalim//Applied Optics. -2011. -Vol. 50, Issue 18. -P. 3021-3027. - DOI: 10.1364/AO.50.003021
- Ryabukho, V.P. Wiener-Khintchin theorem for spatial coherence of optical wave field/V.P. Ryabukho, D.V. Lyakin, A.A. Grebenyuk, S.S. Klykov//Journal of Optics. -2013. -Vol. 15, Issue 2. -025405 (11 p.). - DOI: 10.1088/2040-8978/15/2/025405
- Лякин, Д.В. Продольные корреляционные свойства оптического поля с широкими угловым и частотным спектрами и их проявление в интерференционной микроскопии/Д.В. Лякин, В.П. Рябухо//Квантовая электроника. -2013. -Т. 43, № 10. -С. 949-957.
- Лякин, Д.В. Взаимная пространственно-временная когерентность оптических полей в интерферометре с амплитудным делением/Д.В. Лякин, П.В. Рябухо, В.П. Рябухо//Оптика и спектроскопия. -2017. -Т. 122, № 2. -С. 336-345. - DOI: 10.7868/S0030403417020179
- Ahmad, A. Ultra-short longitudinal spatial coherence length of laser light with the combined effect of spatial, angular, and temporal diversity/A. Ahmad, V. Srivastava, V. Dubey, D.S. Mehta//Applied Physics Letters. -2015. -Vol. 106, Issue 9. -093701 (5 p.). - DOI: 10.1063/1.4913870
- Борн, М. Основы оптики/М. Борн, Э. Вольф//М.: Наука, 1973. -720 с.
- Brundavanam, M.M. Effect of input spectrum on the spectral switch characteristics in a white light Michelson interferometer/M.M. Brundavanam, N.K. Viswanathan, D.N. Rao//Journal of the Optical Society of America A. -2009. -Vol. 26, Issue 12. -P. 2592-2599. - DOI: 10.1364/JOSAA.26.002592
- Кальянов, А.Л. Проявление спектральных свойств монохромного детектора в интерференционном эксперименте/А.Л. Кальянов, В.В. Лычагов, И.В. Смирнов, В.П. Рябухо//Известия Саратовского университета. Новая Серия. Серия Физика. -2011. -Т. 11, Вып. 2. -С. 25-30.
- Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений/Р. Гонсалес, Р. Вудс. -М.: Техносфера, 2005. -1072 с. -ISBN: 5-94836-028-8.
- Malinova, L.I. P1208. Red blood cell distribution width and peripheral blood cells parameters in patients with heart failure and a reduced ejection fraction vs heart failure with "preserved" ejection fraction/L.I. Malinova, L.G. Akhmadullina. -In Article: Poster session: Clinical//European Journal of Heart Failure -2013. -Vol. 12, Issue S1. -P. S269. - DOI: 10.1093/eurjhf/hst009
- Chi, G. Prognostic value of red cell distribution width in acute coronary syndrome/G. Chi, A. Ahmad, Q.Z. Malik, H. Shaukat, M. Jafarizade, F. Kahe, A. Kalayci//Open Access Blood Research & Transfusion Journal. -2018. -Vol. 1, Issue 4. -555570. - DOI: 10.19080/OABTJ.2018.01.555570
- Крайский, А.В. Измерение длины волны узкополосного излучения при обработке цифровых фотографий в raw-формате/А.В. Крайский, Т.В. Миронова, Т.Т. Султанов//Квантовая электроника. -2012. -Т. 42, № 12. -С. 1137-1139.
