Проявление эффектов углового спектра освещающего поля в полихроматической интерференционной микроскопии слоистых объектов
Дьяченко А.А., Максимова Л.А., Рябухо В.П.

Институт проблем точной механики и управления РАН, г. Саратов, Россия,
Саратовский государственный университет, г. Саратов, Россия

Аннотация:
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.

Ключевые слова:
оптическая микроскопия, интерференция, интерференционные изображения, угловой спектр, пространственная когерентность, длина когерентности, интерференционный цвет, цифровая обработка изображений, слоистые микроструктуры.

Цитирование:
Дьяченко, А.А.
Проявление эффектов углового спектра освещающего поля в полихроматической интерференционной микроскопии слоистых объектов / А.А. Дьяченко, Л.А. Максимова, В.П. Рябухо // Компьютерная оптика. – 2018. – Т. 42, № 6. – С. 959-969. – DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-6-959-969.

Литература:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. Creath, K. Calibration of numerical aperture effects in interferometric microscope objectives / K. Creath // Applied Optics. – 1989. – Vol. 28, Issue 16. – P. 3333-3338.
  8. Kino, G.S. Mirau correlation microscope / G.S. Kino // Applied Optics. – 1990. – Vol. 29, Issue 26. – P. 3775-3783. – DOI: 10.1364/AO.29.003775.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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.
  16. 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.
  17. 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.
  18. 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.
  19. 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.
  20. 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.
  21. 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.
  22. Борн, М. Основы оптики / М. Борн, Э. Вольф // М.: Наука, 1973. – 720 с.
  23. 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.
  24. 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. Серия Физика. – 2011. – Т. 11, Вып. 2. – С. 25-30.
  25. Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р. Вудс. – М.: Техносфера, 2005. – 1072 с. – ISBN: 5-94836-028-8.
  26. 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.
  27. 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.
  28. 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.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20