Слоистый пленочный светорегулирующий блок

Слоистый пленочный светорегулирующий блок

Реферат

 

Устройство относится к области голографии. Светорегулирующая пленка построена с возможностью блокирования дифрагированного света нулевого порядка и облегчения пропускания через нее желательной полосы дифрагированного света первого порядка. Светорегулирующая пленка включает в себя передний слой, промежуточный слой и задний слой. Задний слой служит базой, в то время как боковой сдвиг промежуточного слоя приводит к хорошему блокированию света нулевого порядка. Технический результат: получение света, имеющего достаточную когерентность для использования в качестве пучка реконструкции голограммы. 3 с. и 12 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится, в самом общем виде, к созданию способов и устройств для производства голограмм, а более конкретно, касается создания техники последовательного экспонирования на подложке фотопленки множества двухмерных изображений, репрезентативных относительно трехмерной физической системы, для выработки посредством этого голограммы физической системы.

Голограмма представляет собой трехмерную запись, например, запись на фотопленке, физической системы, которая, при ее (записи) воспроизведении, создает истинное трехмерное изображение системы. Голография отличается от стереоскопической фотографии тем, что голографическое изображение обладает полным параллаксом, что дает наблюдателю полный диапазон точек зрения на изображение с любого угла зрения, как по горизонтали, так и по вертикали, и в полной перспективе, то есть предоставляет наблюдателю полный диапазон перспектив изображения с любого расстояния, от близкого до дальнего. Таким образом, голографическое представление изображения имеет значительные преимущества относительно стереоскопического представления этого же изображения. Это особенно верно в отношении медицинской диагностики, где обследование и понимание объемных данных являются важными для проведения надлежащего медицинского лечения.

Несмотря на то, что исследование данных, которые занимают трехмерное пространство, имеет место в различных областях искусства, науки и техники, возможно, наиболее известные примеры относятся к получению медицинских изображений, например, компьютерной осевой томографии (КТ), магнитного резонанса (МР) и других форм сканирования, которые используются для получения множества изображений поперечного сечения частей человеческого тела. Рентгенологи, врачи и пациенты наблюдают эти двухмерные "срезы" для того, чтобы распознать, какие двухмерные данные относятся к трехмерным органам и тканям, представленным этими данными. Интеграция (объединение) большого числа срезов двухмерных данных создает большое утомление для системы зрения человека, даже при относительно простых изображениях. Если обследованный орган или ткань становятся более сложными, то возможность надлежащим образом интегрировать большие объемы двухмерных данных для создания значимых и понятных трехмерных умственных изображений может становиться недостижимой.

В известной голографической технике, использующей малое число наложенных голографических изображений на одной пленочной подложке, существование относительно малого процента ложно экспонируемых и/или проявленных фотографических элементов (вуали) не влияет существенно на качество результирующей голограммы. Напротив, в соответствующих изобретению голограммах, которые обсуждаются далее, обычно используется до 100 и более голограмм, наложенных на одну пленочную подложку; следовательно, наличие малого объема вуали на каждой из голограмм будет создавать серьезный эффект накопления на качество конечного продукта.

Имеется необходимость в создании способа и устройства, которые позволяют записывать большое число, например, многие сотни или больше различных голограмм на одной пленочной подложке, за счет чего облегчается истинное трехмерное голографическое воспроизведение частей человеческого тела и других физических систем, которые в настоящее время рассматриваются (анализируются) в форме срезов дискретных данных.

В настоящем изобретении предлагается способ и устройство для изготовления голограмм, которые позволяют преодолеть ограничения известной до настоящего времени техники.

В соответствии с первым аспектом в настоящем изобретении предлагается блок голографической камеры, содержащий единственный лазерный источник и расщепитель пучка, предназначенный для расщепления лазерного пучка на эталонный пучок и объектный пучок и для направления обоих пучков на пленочную подложку. Блок далее включает в себя пространственный модулятор света, предназначенный для последовательного проецирования множества двухмерных изображений, например, множества срезов данных, содержащих комплект данных сканирования КТ, как в объектный пучок, так и на пленку. Указанным образом на пленке образуется трехмерная голографическая запись каждого двухмерного среза комплекта данных.

В соответствии с другим аспектом в изобретении предлагается производить наложение на пленку полного комплекта данных, состоящего из одной-двух сотен или более индивидуальных двухмерных срезов, который получен в результате наложения (суперпозиции) одной сотни или более индивидуальных, взаимосвязанных голограмм на одну подложку (голограмма-оригинал). В отличие от известной до настоящего времени техники, в которой малое число (например, от одной до четырех) голограмм накладываются на одну подложку, в настоящем изобретении рассматриваются способы и устройства для записи большого числа относительно слабых голограмм, каждая из которых поглощает относительно одинаковое, но в любом случае пропорциональное число фоточувствительных элементов на пленке.

В соответствии со следующим аспектом, в настоящем изобретении предлагается узел копирования (переноса) "эталон-объект", при помощи которого может быть быстро и эффективно воспроизведена вышеуказанная голограмма-оригинал при единственной экспозиции в качестве единственной голограммы.

В соответствии с дальнейшим аспектом, в изобретении предлагается просмотровое устройство для просмотра голограмм, полученных в соответствии с настоящим изобретением. В частности, типичный просмотровый блок в соответствии с настоящим изобретением содержит соответствующим образом закрытое в кожух прямоугольное устройство, содержащее световой источник с широким спектром излучения, например, установленный в блоке источник белого света, коллимирующую линзу (например, Френеля), дифракционную решетку, и подъемные жалюзи (бленду). Коллимирующая линза предназначена для направления белого света коллимированного источника через дифракционную решетку. В контексте настоящего изобретения название "коллимированный свет" относится к свету, в котором все его компоненты имеют одинаковое направление распространения, так что пучок имеет в основном постоянное поперечное сечение на разумной длине распространения (света).

Дифракционная решетка предназначена для пропускания через нее света под углом, который является функцией длины волны каждой световой компоненты. Голограмма также пропускает через себя свет под соответствующими углами, которые являются функциями соответствующих длин волн. За счет инвертирования голограммы ранее ее просмотра удается получить все длины волн, выходящие из голограммы, в основном направленными ортогонально ей.

Далее настоящее изобретение описано со ссылками на приложенные чертежи, на которых одинаковыми позициями обозначены аналогичные элементы.

На фиг. 1 показано типичное устройство для компьютерной осевой томографии (КТ).

На фиг. 2 показано множество двухмерных срезов данных, содержащих данные, такие как полученные при помощи рентгеновских установок, обычно используемых в устройстве КТ фиг. 1, причем эти срезы взаимодействуют в виде комплекта объемных данных.

На фиг. 3 изображен схематически чертеж камерной системы в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 4 приведен схематический чертеж узла расщепителя пучка в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 5A-5D изображены графики, показывающие эффект преобразования Фурье для лазерного пучка, использованного в камерной системе фиг. 3.

На фиг. 6A показана с увеличением часть камерной системы фиг. 3.

На фиг. 6B показан схематически альтернативный вариант пространственного модулятора света, показанного на фиг. 3.

На фиг. 7 показана с увеличением схематически другая часть камерной системы фиг. 3.

На фиг. 8 показана с увеличением схематически часть узла проекции, использованного в камерной системе фиг. 3.

На фиг. 9 изображено с увеличением типичное устройство копирования в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 10A и 10B показаны соответственно ортоскопическое и псевдоскопическое изображения голограммы-оригинала, воспроизведенной в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.

На фиг. 11 приведен схематический чертеж устройства для просмотра голограмм.

На фиг. 12 приведен схематический чертеж альтернативного варианта построения "однооперационной" камерной системы в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 13 приведен схематический чертеж альтернативного построения просмотрового устройства, показанного на фиг. 11, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 14 схематически показано поперечное сечение первого альтернативного варианта построения слоистой композитной светорегулирующей пленки, которая используется в просмотровом устройстве фиг. 11.

На фиг. 15 приведен вид спереди одного из типовых пленочных листов, показанных на фиг. 14.

На фиг. 16 и 17 представлены схематично виды в поперечном сечении, иллюстрирующие эффект перемещения пленочных листов фиг. 14 для обеспечения прохода света первого порядка через светорегулирующую пленку.

На фиг. 18 схематически показано поперечное сечение второго альтернативного варианта построения слоистой композитной светорегулирующей пленки, которая используется в просмотровом устройстве фиг. 11.

В контексте настоящего изобретения, комплект объемных данных, соответствующий трехмерной физической системе (например, части человеческого тела), закодирован в единственном материале для записи информации, например, в фотографической подложке, посредством чего создается голограмма-оригинал объекта. Голограмма-оригинал может быть использована для создания одной или нескольких копий, которые, при воспроизведении посредством направления через них света от соответствующего светового источника, воссоздают трехмерное изображение объекта, обладающего полным параллаксом и полной перспективой. Таким образом, для определенного комплекта данных, в настоящем изобретении предусматривается множество отдельных взаимосвязанных систем: камерная система для выработки голограммы-оригинала; система копирования для создания копий голограммы-оригинала; и просмотровая система для повторного воспроизведения либо голограммы-оригинала, либо ее копий (в зависимости от особенностей построения камерной системы).

КОМПЛЕКТ ДАННЫХ Известные в настоящее время формы генерирования (получения) объемных данных, соответствующих физической системе, включают в себя, среди прочего, компьютерную осевую томографию (КТ), магнитный резонанс (МР), трехмерную ультразвуковую технику (УЗТ), позитронную эмиссионную томографию (ПЭТ) и т. п. Хотя здесь описан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения в контексте медицинских систем формирования изображения, которые обычно используются для обследования внутренних частей человеческого тела (например, мозга, позвоночника и различных других органов и костей), для специалистов в данной области понятно, что настоящее изобретение может быть использовано в сочетании с любым подходящим комплектом данных, описывающим любое трехмерное распределение данных, вне зависимости от того, какую систему, например, цифровую, графическую или другую, представляет этот комплект данных.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 1 и 2, на которых показано типичное устройство КТ, содержащее раму 10 и стол 12, что само по себе известно. Стол 12 преимущественно может перемещаться в осевом направлении (по стрелке A фиг. 1) с заранее заданными приращениями. Пациент (не показан) помещается на стол таким образом, чтобы часть тела, подлежащая осмотру, располагалась в пределах периметра рамы 10.

Рама 10 преимущественно содержит множество источников рентгеновского излучения и регистрирующих устройств (оба не показаны), расположенных по ее окружности. По мере осевого перемещения пациента относительно рамы 10 рентгеновские устройства записывают последовательность двухмерных срезов данных 14A, 14B, . ., 14X, образующих трехмерное пространство (объем) 16, содержащих данные, полученные для обследуемой части тела (см. фиг. 2). Индивидуальные срезы данных 14 комбинируются для образования комплекта объемных данных 16, который, в общем, соответствует трехмерному изображению обследуемой части тела. Используемый здесь термин "объем" или "объемное пространство" относится к комплекту объемных данных 16, включающему в себя множество срезов двухмерных данных 14, причем каждый срез содержит конкретные данные, относящиеся к части тела, обследуемой при помощи данного средства.

Типичные комплекты данных содержат порядка от 10 до 70 (для КТ систем) или от 12 до 128 (для МР-систем) двухмерных срезов данных 14. Для специалистов должно быть ясно, что толщина срезов и промежуток между срезами данных 14 могут быть выбраны регулировкой КТ техники, причем типичный диапазон толщин срезов колеблется от 1,5 до 10 мм, и в основном составляет около 5 мм. Толщина среза предпочтительно выбирается таким образом, чтобы только незначительная степень перекрытия (наложения) существовала между каждыми последовательными срезами данных.

В известных в настоящее время КТ сканирующих системах создаются срезы данных, имеющие разрешающую способность, которая определяется, например, матрицей 256 или 512 элементов изображения. Кроме того, каждый адрес в матрице обычно определен двенадцатью битами уровней серого. КТ сканеры обычно калибруются в единицах Хаундсфилда (Houndsfild), в соответствии с которыми воздух имеет плотность минус 1.000 единиц, а вода имеет нулевую плотность. При этом каждый элемент изображения в пределах среза данных может иметь значение уровня серого от минус 1.000 до 3.095 (включительно) в контексте обычных КТ систем. Так как человеческий глаз способен одновременно различать максимум около ста (100) уровней серого между чистым белым и чистым черным, желательно производить манипулирование комплекта данных таким образом, чтобы каждая точка данных в пределах среза имела значение одного (1) из приблизительно пятидесяти (50) - ста (100) уровней серого (из имеющихся в наличии 4.096 значений уровней серого). Процесс переопределения этих уровней серого имеет различные наименования: "отсечение" (в радиологии), "растяжка" (в измерениях на расстоянии/формировании спутниковых изображений) и "фотометрическая коррекция" (в астрономии).

Автор настоящего изобретения пришел к выводу, что оптимальный контраст может быть получен за счет отсечения каждого среза данных в соответствии с его содержанием. Например, в КТ срезе данных, который относится к поперечному сечению кости, которая подлежит обследованию, соответствующие данные имеют обычно значения уровней серого, которые лежат в диапазоне от минус 600 до 1.400. Так как области среза данных, в которых уровни серого имеют значения менее чем минус 600 или более чем 1.400, не относятся к проводимому обследованию, то может быть желательно заменить все значения уровней серого выше 1.400 на высокое значение, соответствующее чистому белому, а для тех точек данных, которые имеют значения уровня серого ниже минус 600, заменить эти значения на низкое значение, соответствующее чистому черному.

В соответствии со следующим примером, нормальные значения уровней серого для мозгового вещества обычно находятся в диапазоне около 40, в то время как значения уровней серого, соответствующие опухолевой ткани, могут быть в диапазоне 120. Если бы эти значения были выражены в диапазоне 4.096 уровней серого, то было бы чрезвычайно трудно для человеческого глаза произвести различие между нормальной и опухолевой тканями. Поэтому может быть желательно заменить все точки данных, имеющие значения уровней серого, например, выше 140, на очень высокий уровень, соответствующий чистому белому, и заменить все точки данных, имеющие значения шкалы серого ниже, например, 30, на очень низкие значения, соответствующие чистому черному. Отсечение указанным образом комплекта данных способствует созданию острой и недвусмысленной голограммы.

В дополнение к отсечению комплекта данных для различных срезов, может быть желательно, при определенных обстоятельствах, осуществлять дифференциальное отсечение в пределах определенного среза, то есть для различных элементов изображения одного и того же среза. Например, некоторые срезы или серии срезов могут описывать сильную опухоль в мозге, которая должна быть подвергнута лучевой терапии, например, путем облучения опухоли одним или несколькими пучками облучения. В тех областях, которые не должны подвергаться облучению, срез может быть отсечен относительно темным образом. В областях, которые будут иметь уровень облучения от слабого до сильного, срез может быть отсечен в некоторой степени светлее. Наконец, в областях, которые в действительности содержат опухоль, срез может быть отсечен самым светлым образом. В контексте настоящего изобретения, результирующая голограмма создает призрачное изображение (фантом) всей головы пациента и более светлую область мозга с более яркими районами, которые являются либо теми районами, которые облучены (если комплект данных получают при проведении облучения), либо которые должны быть облучены.

Дополнительная техника обработки, полезная в контексте настоящего изобретения, предусматривает манипулирование агрегатными (групповыми) уровнями яркости для некоторых или всех срезов, в рамках конкретного комплекта данных, чтобы таким образом снизить различия в агрегатном уровне яркости между срезами и уменьшить необходимость в больших временах экспонирования для некоторых или для всех срезов. Эта техника иногда именуется техникой добавки "астероидов" к определенным срезам данных для усиления их уровня яркости.

Более конкретно, и как это обсуждается далее более подробно, каждый срез, содержащий законченную голограмму, потребляет свою пропорциональную долю имеющихся фоточувствительных элементов в пределах голографической подложки, при обработке голограммы. В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, это достигается координацией различных параметров обработки для каждого среза данных, в том числе, например, отношения световых пучков, уровня агрегатной яркости для определенного среза данных и времени экспонирования, в течение которого каждый определенный срез данных проецируется на пленочную подложку. В качестве общего принципа можно указать, что более яркие срезы данных требуют меньшего времени экспонирования, а относительно слабые срезы данных требуют более продолжительного времени экспонирования. С целью уменьшения времени экспонирования для слабых срезов, агрегатный уровень яркости для определенного слабого среза может быть искусственно усилен путем добавления случайного или другого нерегулярного распределения ярких пятен на срез данных, преимущественно на его крылья, которые будут затем удалены из изображения при его последующем анализе. Альтернативно, участок света объектного лазерного пучка может быть отклонен ранее пропускания через срез данных, например, за счет использования дополнительного расщепителя пучка, при управляемом падении пучка на пленочную подложку. Если необходимо, то отклоненный пучок может быть пропущен через поляризатор переменной интенсивности, который содержит случайное распределение белых пятен, интенсивность которых может быть модулирована для достижения желательной интенсивности "астероида" пучка. Для этого астероид может содержать небольшое распределение ярких пятен, широкое распределение относительно диффузных пятен, или же их комбинацию. В дополнение к этому могут быть использованы регулярные, повторяющиеся геометрические элементы (например, квадрат, треугольник, прямоугольник и т.п.). В соответствии с дополнительным аспектом изобретения, указанный выше поляризатор может содержать поляроидный диск с астероидами, причем этот диск может быть приведен во вращение для модуляции интенсивности астероида. Более того, астероидный диск может быть снабжен заслонкой (затвором) для эффективного шунтирования астероидного пучка для тех срезов, для которых не требуется вводить искусственно повышенный агрегатный уровень яркости. Указанная картина белых пятен со случайным распределением или астероидов, которая искусственно усиливает значение агрегатного уровня серого для среза, позволяет за счет этого сократить время экспонирования для такого среза. Если есть такое желание, то астероиды в дальнейшем могут маскироваться от наблюдения в конечной законченной композитной голограмме.

Следующий шаг в подготовке комплекта данных предусматривает кадрирование (подрезку), при котором районы каждого среза данных или даже целый срез данных, который не подходит для обследования, просто удаляется. Кадрирование ненужных данных также способствует формированию острых, недвусмысленных голограмм.

Более конкретно, каждая точка в объеме эмульсии содержит картину микроскопических полос, соответствующую полному голографическому изображению с единственной точки зрения. Расположенная по другому пути произвольная точка в левом нижнем углу голографической пленки содержит картину интерференционных полос, которая кодирует полное голографическое изображение при рассмотрении изображения из этой конкретной точки. Другая произвольная точка на голографической пленке вблизи от центра пленки содержит картину интерференционных полос, которая представляет полное голографическое изображение, которое видно (которое просматривается) из центра пленки. Такие же феномены остаются верными для любой точки голограммы. Как вкратце обсуждалось ранее, подходящая фотографическая подложка преимущественно содержит объем фотографической эмульсии, который нанесен на поверхность пластиковой, например, триацетатной подложки. Эмульсия обычно содержит очень большое число кристаллов (зерен) галида серебра, которые взвешены в желатиновой эмульсии. Ввиду того, что эмульсия содержит ограниченное количество кристаллов, устранение ненужных данных (кадрирование) внутри среза данных обеспечивает то, что в основном все зерна галида серебра конвертированы (экспонированы) для каждого среза данных в соответствии с нужными данными каждого среза. За счет сохранения (ограничения) числа зерен галида серебра, которые конвертированы для каждого среза данных, большее число срезов данных может быть записано на конкретном куске пленки.

КАМЕРНАЯ СИСТЕМА После надлежащей подготовки (например, после ограничения или кадрирования) комплекта данных, индивидуальная голограмма каждого соответствующего среза данных накладывается на единственную пленочную подложку для создания голограммы-оригинала. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, создается каждая индивидуальная голограмма, соответствующая определенному срезу данных, причем данные, соответствующие определенному срезу, расположены на различном расстоянии от пленочной подложки, как это объясняется далее более подробно.

Обратимся теперь к фиг. 3 и 4, на которых показана камерная система 300 в соответствии с настоящим изобретением, которая предпочтительно содержит источник лазерного излучения 302, затвор 306, первое зеркало 308, узел расщепления пучка 310, второе зеркало 312, расширитель эталонного пучка 314, коллиматорную линзу 316, держатель пленки (пленочную кассету) 318, третье зеркало 320, расширитель объектного пучка 322, блок формирования изображения 328, блок проекционной оптики 324, рирпроекционный экран, содержащий диффузную (рассеивающую) поверхность 472, имеющую смонтированный на ней поляризатор 327, и блок канала 334. В этом отношении рассеиватель 472 может представлять собой любой обычный рассеиватель, изготовленный, например, из пластика, стекла, пленки и т.п. Более того, если рассеиватель 472 содержит самополяризующийся элемент (например, голографический оптический элемент (ГОЭ), то поляризатор 327 может быть устранен. Блок формирования изображения 328, блок проекционной оптики 324 и рирпроекционный экран 326 преимущественно жестко установлены (смонтированы) в блоке канала 334, так что они могут перемещаться совместно при осевом движении блока канала 334 вдоль линии, показанной стрелкой F. Как далее объясняется более подробно, блок канала 334 преимущественно конфигурирован для повторения относительных положений срезов данных, содержащих сюжет голограммы. В соответствии с преимущественным вариантом, длина полного перемещения блока канала 334 достаточна для соответствия действительному перемещению определенных средств сканирования, использованных при создании комплекта данных, что составляет, например, порядка 6 дюймов (дюйм=25, 4 мм).

Камерный блок 300 показан установленным на жестком столе 304, который предпочтительно изолирован от вибраций окружающей среды. Следует, в частности, иметь в виду, что картина интерференционных полос, созданная за счет взаимодействия между объектным пучком и эталонным пучком, представляет собой статический волновой фронт, в котором закодирована информация о фазе и амплитуде "объекта", который является сюжетом голограммы. Любое относительное перемещение между объектным пучком, эталонным пучком и пленкой, на которой записывается голограмма, будет нарушать статическую интерференционную картину, что приведет к значительному ухудшению записанной голограммы. Таким образом, важно, чтобы весь камерный блок был изолирован от внешних вибраций.

Для достижения изоляции вибраций, стол 304 преимущественно содержит жесткую сотовую столешницу, например, серии RS типа RS-512-18, изготавливаемую фирмой Ньюпорт из города Ирвин в штате Калифорния (США). Стол 304 преимущественно установлен на множестве (например, на четырех) пневматических изоляторах, например, на стабилизаторе 1-2000, который также выпускается фирмой Ньюпорт.

В качестве альтернативы пневматической изоляции камерного блока от внешних вибраций, различные компоненты, входящие в камерный блок (в том числе и стол 304), могут быть изготовлены из жесткого материала и надежно закреплены на столе 304. Такая система высокой жесткости, которая тем не менее подвержена в некоторой степени внешним или внутренним вибрациям, преимущественно перемещается как единое жесткое тело в ответ на такие вибрации, и может быть спроектирована так, чтобы стремиться сгладить относительное перемещение между различными частями системы.

Для компенсации вибраций малой амплитуды, которые неизбежно воздействуют на блок, может быть использована техника, именуемая "блокировкой полосы". Более конкретно, имеющаяся на пленке картина полос, в соответствии с которой записана голограмма, может быть усилена и может наблюдаться при помощи одного или нескольких фотодиодов (так как в типичной картине полос имеются чередующиеся области темных и светлых линий). Для компенсации любого движения картины полос, обнаруженного фотодиодом, может производиться управление длиной пути прохождения эталонного или объектного пучков для поддержания стабильной картины полос. Для этой цели соответствующие компоненты, например, одно из зеркал, которое используется для направления объектного или эталонного пучков, может быть смонтировано на пьезоэлектрическом элементе, который слегка перемещается в определенном направлении в соответствии с сигналом по напряжению, поступающим на этот элемент. Выходной сигнал фотодиода может быть подан на следящий контур, который связан с пьезоэлементом, на котором смонтировано зеркало, и который быстро корректирует длину пути с целью компенсации движения картины полос, которое считано фотодиодом. Таким путем, несмотря на то, что тем не менее существуют малые амплитуды относительного движения между различными компонентами, входящими в камерный блок, они могут быть скомпенсированы описанным образом.

Лазерный источник 302 преимущественно содержит обычный генератор лазерного пучка и представляет собой, например, аргоновый ионный лазер, содержащий эталон для уменьшения ширины полосы излучаемого света, преимущественно типа Innova 306-SF, изготавливаемый фирмой Когерент Инк., Пало Альто, штат Калифорния (США). Специалисты в данной области легко поймут, что лазер 302 преимущественно генерирует монохроматический пучок, имеющий длину волны в диапазоне от 400 до 750 нанометров (нм), а предпочтительней, от 514,5 до 532 нм. Специалисты в данной области могут, однако, понять, что может быть использована любая подходящая длина волны, с которой совместим выбранный фотографический материал, включая длины волн в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах.

Альтернативно, лазер 302 может представлять собой твердотельный, с диодной накачкой с двойной частотой АИГ лазер (лазер на алюмоиттриевом гранате), который преимущественно создает лазерное излучение на длине волны 532 нм. Эти лазеры способны излучать в диапазоне от 300 до 600 милливатт чистого света, требуют воздушного охлаждения, являются чрезвычайно эффективными и обладают высокой стабильностью параметров.

Лазер 302 должен также обеспечивать длину когерентности, которая по крайней мере должна быть равна разнице между полными длинами путей, проходимыми эталонным и объектным пучками, а преимущественно, в два раза превышает эту длину. В иллюстрируемом примере номинальная проектная длина пути, проходимого эталонным пучком, равняется длине пути объектного пучка (приблизительно 292 сантиметра); однако, в результате влияния, среди прочего, геометрии компоновки, конкретного использованного эталонного угла и размера пленки, некоторые компоненты эталонного и объектного пучков могут проходить слегка большую или слегка меньшую длину пути. Следовательно, лазер 302 должен преимущественно иметь длину когерентности, превышающую эту разницу, что составляет приблизительно два (2) метра.

Затвор 306 преимущественно представляет собой обычный электромеханический затвор, например, модели Uniblitz N LCS4Z, изготавливаемый фирмой Винсент Ассошиейтс, Рочестер, штат Нью-Йорк (США). В соответствии с предпочтительным вариантом, затвор 306 может приводиться в действие дистанционно, таким образом, что эталонный пучок и объектный пучок создаются только во время экспонирования пленочной подложки, а в течение остального времени лазерное излучение в системе эффективно (при помощи затвора 306) шунтируется. Специалисты легко поймут, что применение затвора не требуется, если использован импульсный лазерный источник. Более того, может быть желательно встроить несколько затворов, например, затвор для избирательного управления эталонным пучком и другой затвор для отдельного управления объектным пучком, что позволяет производить независимое управление обоими пучками, например, производить независимое измерение и/или калибровку соответствующих интенсивностей эталонного и объектного пучков на поверхности пленки.

Различные зеркала (например, первое зеркало 308, второе зеркало 312, третье зеркало 320 и т.д.), используемые в камерном блоке 300, преимущественно представляют собой обычные поверхностные зеркала, например, зеркало с диэлектрическим покрытием на подложке из пирекса, например, накопительное зеркало 10D20BD. 1, изготавливаемое формой Ньюпорт. Для типичного лазера с диаметром пучка порядка 1,5 миллиметров зеркало 308 должно иметь поверхность диаметром приблизительно 1 дюйм.

Первое зеркало 308 служит для направления пучка источника 402 к блоку расщепления пучка 310. В показанном на чертеже примере первое зеркало 308 изменяет направление пучка 402 на 90 градусов. Однако специалисты легко поймут, что относительное расположение различных оптических компонентов, образующих камерный блок 300, и конкретный путь, проходимый различными пучками, в значительной степени зависят от физических размеров имеющихся в наличии компонентов системы. В рабочей предпосылке желательно, чтобы эталонный пучок и объектный пучок исходили из одного и того же лазерного источника для обеспечения надлежащей корреляции между эталонным и объектным пучками на поверхности держателя пленки 318, и чтобы путь, проходимый эталонным пучком от расщепителя пучка 310 до пленки 319 был приблизительно равен пути, проходимому объектным пучком от расщепителя пучка 310 до пленки 319.

На фиг. 4 показан узел расщепителя пучка 310, который преимущественно содержит переменную (регулируемую) клапанную пластину 404, соответствующие постоянные клапанные пластины 408 и 412, соответствующие расщепляющие пучок кубики 406 и 414, и зеркало 416. В самом общем виде, узел расщепления пучка 310 предназначен для разделения пучка 402 источника излучения на объектный пучок 410 и эталонный пучок 418. Более того, вновь со ссылкой на фиг. 3, блок расщепителя пучка 310 также взаимодействует с блоком формирования изображения 328 и поляризатором 327 для обеспечения чистой поляризации эталонного пучка и объектного пучка в одном поляризационном направлении, то есть для поляризации либо в направлении S, либо в направлении P, что обсуждается далее более подробно, когда они контактируют с типичной пленочной подложкой 319, установленной в держателе пленки 318. За счет обеспечения чистой поляризации в одном и том же направлении эталонного и объектного пучков удается сформировать четкую картину интерференционных полос с малым уровнем шумов.

Обратимся вновь к фиг. 4, на которой пучок 402, генерируемый лазерным источником 302, входит в блок расщепления пучка 310 при относительно чистом поляризованном состоянии, например, в виде S-поляризованного излучения. В контексте настоящего изобретения, название "S-поляризованное излучение" относится к свету, который поляризован с его электрическим полем, колеблющимся в вертикальной плоскости; название "P-поляризованный свет" относится к свету, в котором электрическое поле ориентировано в горизонтальной плоскости. Пучок 402 затем проходит через переменную клапанную пластину 404, на которой он преобразуется в пучок 403, надлежащим образом сформированный и содержащий смесь компонентов S и P поляризованного света. Затем пучок 403 входит в кубик расщепления пучка 406, который расщепляет пучок 403 на первый пучок 405, содержащий P-поляризованный световой компонент пучка 403, и второй пучок 407, содержащий S-поляризованный световой компонент пучка 403. Кубик расщепления пучка 406 преимущественно представляет собой широкополосный расщепитель пучка, например, широкополосный поляризационный расщепитель пучка-деталь N 05FC16PB.3, изготавливаемую фирмой Ньюпорт. Хотя кубик расщепления пучка 406 идеально подходит для пропускания всех (и только их) P-поляризованных компонентов пучка 403, и для отклонения всех (и только их) S-поляризованных компонентов пучка 403, было обнаружено, что такие кубики обычно являются неидеальными расщепителями пучка, не учитывающими малые потери, возникающие в результате отражения от поверхностей расщепителя пучка. Более точно, такие кубики имеют отношение ослабления порядка тысячи к одному, так что ориентировочно 99,9 процента S-поляризованного компонента пучка 403 отклоняется в пучок 407, и приблизительно 90 процентов P-поляризованного компонента пучка 403 проходят через кубик 406. Таким образом, пучок 407 содержит 99,9 процента S-поляризованного компонента пучка 403, и ориентировочно 10 процентов P-поляризованного компонента пучка 403; аналогично, пучок 405 содержит приблизительно 90 процентов P-поляризованного компонента пучка 403 и приблизительно 0,1 процента S-поляризованного компонента пучка 403.

Клапанные пластины 404, 408 и 412 представляют собой полуволновые пластинки для используемой