Skaitmeninė holografija

Skaitmeninė holografija – trimačių optinių signalų, išsklaidytų hologramos tūryje, skaitmeninė detekcija. Optiniai signalai skaitmeninėje holografijoje yra nuskaitomi ir apdorojami elektronikos pagalba. Skirtingai nuo įprastos holografijos, skaitmeninėje holografijoje nėra naudojami standartiniai optiniai elementai ir optinis signalas yra konvertuojamas į skaitmeninį pačioje pradinėje hologramos sudarymo stadijoje. Skaitmeninėje holografijoje yra naudojama arba fotografinė plokštelė, kurioje optiškai sukuriama analoginė holograma, kuri po to skaitmeniniu būdu yra nuskaitoma bei paverčiama į skaitmeninį formatą, arba naudojama betarpiškai skaitmeninė kamera (paprastai – CCD), tiesiogiai konvertuojanti optinius spindulius į elektrinius signalus, išsaugojamus elektroninėje laikmenoje. Skirtingai nuo optinės holografijos, skaitmeninė holografija nėra prisirišusi prie įrašyto objekto matmenų, bet yra užrašomi objekto duomenys.

Skaitmeninė holografija išsivystė iš kompiuterinės holografijos. Siaurąja prasme skaitmeninė holografija apsiriboja signalo skaitmeniniu atstatymu – kompiuterio atmintyje skaitmeninė holograma yra "skaitmeniškai" apšviečiama šviesa ir gaunamas skaitmeninis objekto atvaizdas. Su šiuo atvaizdu toliau yra atliekami įvairūs skaitmeniniai eksperimentai, kurių metu yra nustatomos objekto savybės arba objekto sąveika su kitais skaitmeniniais realių optinių signalų atvaizdais. Optiniame ir jam artimuose diapazonuose yra įmanoma atstatyti iš skaitmeninės hologramos realų objektą be tarpinių priemonių su elektronikos pagalba. Tačiau, kuomet nagrinėjami signalai pasižymi ekstremaliom trukmėm arba bangos ilgiais, klasikinė skaitmeninė holografija susiduria su problemomis. Paminėtini pora pavyzdžių. Rentgeno spindulių skaitmeninė holografija naudoja fotoplokštelę kaip hologramos įrašymo terpę, kuri po to yra verčiama į skaitmeninę hologramą. Panašiai ir ultratrumpų signalų optikoje yra įmanoma įrašyti skaitmeninę hologramą CCD arba CMOS kamerų pagalba, tačiau praktinę vertę turi galimybę skaitmeniškai patobulinus signalą jį atkurti. Tam tikslui pasiekti vėl panaudojama fotoplokštelė iš specialių medžiagų, kurioje yra įrašoma skaitmeninės hologramos analoginė replika. Vėliau ši replika yra apšviečiama femtosekundiniu signalu ir yra atstatomas pageidaujamas objektas.

Pagrindiniai skaitmeninės holografijos pliusai yra galimybė skaitmeniškai apdoroti atsirandančias optinėse sistemose aberacijas, tokiu būdu yra pagerinama skyra. Iš minusų verta paminėti didelius skaitmeninės informacijos kiekius, kurios privalo apdoroti elektronika.

Hologramos užrašymui naudojamos dvi eksperimento geometrinės sistemos: ašinė (, kartais tokiu būdu įrašytos hologramos vadinamos phase-shifting hologram) arba neašinė (), įgalinanti skaitmeniškai atskirti nulinės eilės difrakcijos narį ir atvaizdą dvynį.

Hologramos atstatymas vykdomas remiantis Hiuigenso-Frenelio principu ir skaičiuojant Frenelio integralą.