Разрешающая способность оптического выделения контуров изображений на основе эффекта Брюстера

Abstract

Аналоговые оптические преобразования позволяют осуществлять мгновенную обработку целых изображений. Задача аналогового оптического выделения контуров изображений может быть осуществлена на основе эффекта Брюстера, наблюдаемого в спектрах отражения p поляризованного излучения от границы раздела двух диэлектриков. В таких системах, в пространственных спектрах отражения наблюдается резонансный минимум при определенном угле падения плоской поляризованной волны, называемым углом Брюстера. Преобразование изображения объектов на основе эффекта Брюстера описывается передаточной функцией дифференциатора первого порядка. Влияние передаточной функцией на разрешающую способность оптической системы в задаче выделения контуров является предметом исследования данной работы. В данной работе теоретически и экспериментально исследуется разрешающая способность оптической системы, выполняющей преобразование изображений оптических объектов на основе эффекта Брюстера. Экспериментальная оценка фактически достигнутой разрешающей способности проводится с использованием щелевой апертуры, позволяющей точно устанавливать ширину зазора. Optical systems for analog image processing are ultrafast and capable of simultaneous processing of whole images. The analog optical edge detection can be realized using Brewster effect, which is observed as a resonance dip in angular spectra of reflectivity of p-polarized plane waves at interfaces between two dielectrics. The reflectivity takes zero value at a certain angle of incidence of the waves, i.e., the Brewster angle. In the vicinity of the Brewster angle, the image transform based on the Brewster effect is described by the transfer function of the first-order differentiator. In the present work, we study the influence of the transfer function on the resolution of the optical systems based on the Brewster effect in the problem of analog edge detection. The resolution of initial and transformed images is investigated theoretically and experimentally for optical objects. Experimental evaluation of the actually achieved resolution is performed for a slit aperture, which allows accurate tuning of the slit width.