|
|
ОС X
i
о
I
о
51
Tii4. голограммы (отношения геом. размера к длине волны) и определяется» как и в оптике, выражением 6ф=Хзв/1)радт где Язв ≈ длина волны звука, D ≈ линейный раамер при╦мной апертуры.
Важным параметром, характеризующим качество акустич. голограмм, является точность измерения углового параметра Дф=бф//(с/ш), где /(с/ш) ≈ ф-ция, зависящая от выходного отношения сигнал/шум (по энергии); конкретный вид ф-цид / зависит от алгоритма обработки и статистич. характеристик сигнала и шума (напр., для гауссовых помех эта ф-ция равна корню из энергетич. отношения сигнал/шум).
Линейное разрешение по поперечным координатам
, 6(/ ≈ мин. расстояние ло соответствующим координатам между двумя точечными источниками, различаемыми на голограмме; выражается соотношениями &г= ≥KR/DX, by=KR/Dy, где Д ≈расстояние от объекта до плоскости регистрации акустич. голограммы, Dx, &у≈лилейные размеры апертуры голограммы, в общем случае Dx^=Dy. Разрешающая способность по глубине 6Л ≈ мни. расстояние в продольном направлении объект ≈ плоскость регистрации между двумя точечными источниками, различаемыми на голограмме; она равна 6Л= (6≈ 8)ХЯ2/Я*.
При оптич. методах восстановления акустич. голограмм возникают масштабные искажения в восстановленном изображении. Если запись акустич. голограммы осуществляется на длине волны звука Язв, а восстановление ≈ на длине волны света Хсв, то неискаж╦нное изображение можно получить только в том случае, когда перед восстановлением оптич. голограмма уменьшена точно в ц≈А-звА-св раз. Как правило, это осуществить невозможно из-за очень больших величин \i (напр,, Язв = 1≈2 см, Хсв = 0,бЗ мкм, ц = 3-107), поэтому голограмму уменьшают не в и. раз, а в ц/m, где тЭ>1. При этом поперечные размеры восстанавливав-мого объекта изменяются в fi/m раз, а продольные ≈ в т*/ц раз, т. е. изображение предмета оказывается сильно сжатым по продольной координате, поэтому пока не уда╦тся получить неискаж╦нное объ╦мное (тр╦хмерное) акустич. изображение. По этой же причине для получения разрешения по глубине (т. е. по дальности объектов) обычно прибегают к импульсному режиму работы излучателя. В этом режиме регистрируют акустич. голограммы разл. сечений предмета по глубине, а затем, используя томографич. методы, по восстановленным изображениям сечений предмета воссоздают его тр╦хмерное изображение. Такую обработку, как правило, выполняют на ЭВМ.
Перечисленные факторы, влияющие на качество аку-стпч. голограмм и изображений, достаточно полно характеризуют гл. обр, техн. возможности самой голо-графич. системы, но не акустич. изображение. Дело в в том, что оптич. и акустич, изображения одного и того же предмета могут существенно отличаться друг от друга, поскольку механизмы взаимодействия звуковых и световых волн с веществом могут быть совершенно различными. Предмет может идеально отражать световые волны, но полностью поглощать акустические, и наоборот. На этом различии основано действие акустич. голографич. микроскопов, предназначенных для иссле^ дованил структуры клеток, к-рые без введения контрастной жидкости прозрачны для световых волн, но хорошо поглощают УЗ-колебания.
Качество собственно акустич. изображений существенно зависит от механизма взаимодействия звука (УЗ) с веществом. С точки зрения указанных количеств, параметров звуковые изображения всегда «хуже» оптических, поскольку волновые размеры акустич. голограмм имеют порядок ire более (100≈1000), а в оптич. случае волновые размеры голограмм легко могут быть доведены до 105≈10е (напр., фотопластинка размером 240X240 мма при Хсв=0,63 мкм имеет волновой размер 4*10Ь). Для того чтобы частично обойти эту трудность и получить изображение удовлетворит, ка-
чества, в Г. а. используют спец. при╦мы, напр, многочастотное излучение, облучение предмета со многих сторон, накопление изображений.
Пассивная акустическая голография. Г. а. может быть использована не только для получения изображений предметов пут╦м их облучения когерентной звуковой волной, но и для получения сведений о расположении «самозвучащих» объектов и их частотных спектрах; эти методы наа. методами пассивной Г. а., поскольку в этом случае акустич. голограмма регистрируется с помощью звуковых волн, к-рые излучает сам объект. Такими излучателями могут быть разл. механизмы, объекты живой природы, разнообразные подводные объекты и т. и. Одним из часто используемых является метод пассивной широкополосной Г. а, (рис. 5), при
Рис. 5. Устройство для записи и восстановления пассивных акустических голограмм: I ≈ шумящий объект; 2 ≈ при╦мная линейная апертура; 3 ≈ многоэлементная светодиодная матрица, преобразующая звуковое давление в оптический сигнал; 4 ≈ фотопл╦нка; 5 ≈ преображующая оптика; 6 ≈ плоскость восстановления и наблюдения; 7 ≈ луч лазера; v ≈ скорость
щютнжки пл╦нки.
к-ром электрич, сигналы с электроакустич, преобразователей при╦мной линейной системы 2 записываются в виде ф-ций времени на фотопл╦нке 4 или термопластике (возможно также использование любого пространственно-временного модулятора света). Полученная запись сигналов преобразуется затем в обычной оптич. схеме восстановления акустич, голограммы. Восстановленным на выходе изображением в этом случае является пространственно-частотный спектр излучаемых объектом сигналов.
Применение акустической голографии. На инфрааву-новых и низких звуковых частотах методами Г. а. можно получить информацию о структуре земной коры, о подстилающей дно океана поверхности, выявить наличие крупномасштабных неоднородностеи в естественных средах. В диапазоне звуковых и низких УЗ-волн методы Г. а. применяются в подводном звуковидении, бесконтактной диагностике машин и механизмов по собственному игу мои з лучению, при изучений полей разл. колебат. конструкций и т. п. В диапазоне высоких УЗ-частот Г. а. используется для получения акустич. изображений в самых разл, областях науки и техники, напр, в микроскопии акустической для биол. исследований, в устройствах медицинской диагностики для получения информации о строении виутр. органов, в дефектоскопии для получения изображений внутр. дефектов материалов.
Лит.; Свет В. Д., Методы акустической голографии. Л., 1976; Ахмед M.t В а н К., Мидерслп А.т Голография и е╦ применение в акустоскопии, пер. с англ., <<ТИИЭР», И979. т, 67, с. 25; 3 у и к о в а Н. В., Свет В. Д., Об одном оптическом методе восстановления акустической голограммы точечного источника, расположенного в неоднородном волноводе, «Аиуст. ж,», 1981, т. 27, с. 513; Г р с г у ш П., Звуколидриие, пер- с англ., М., 1982- В. Д. Свет. ГОЛОМОРФНАЯ ФУНКЦИЯ ≈ см. Аналитическая функция.
ГОЛОНОМНАЯ СИСТЕМА ≈ механическая система, в к-рой все наложенные связи (см. Связи механические) являются геометрическими (голономными). Эти связи налагают ограничения только на возможные иоложе-
")
}
