NCN OPUS

kpAchromatyczna interferencja I interferometria  w polu dyfrakcyjnym Fresnela struktur okresowych:
Celem projektu jest opracowanie nowych metod achromatycznej interferometrii z rozdwojeniem czoła fali z wykorzystaniem pola Fresnela siatek dyfrakcyjnych. Siatki stosowane jako dzielniki i/lub elementy rekombinujące umożliwiają pracę w szerokim zakresie spektralnym. Główne cele projektu:

  1. Opracowanie podstaw teoretycznych i doświadczalna weryfikacja achromatycznej interferometrii siatkowej wolnej od ograniczeń powodowanych przez zjawisko samoobrazowania .
  2. Opracowanie modelu obrazowania moiregramów w układach podwójnej dyfrakcji Fresnela.
  3. Opracowanie i rozwój algorytmów automatycznej analizy obrazów prążkowych.


Zagadnienie ilościowego obrazowania fazy (quantitative phase imaging, QPI) odgrywa ważną rolę w naukach przyrodniczych oraz w mikro-technologii. W naukach przyrodniczych zapewnia dynamiczną wizualizację i pomiary ilościowe próbek biologicznych, w tym żywych komórek biologicznych, natomiast w technologii precyzyjną metrologię mikrostruktur fazowych. Głównym celem naukowym projektu (main objective, MO) jest opracowanie nowych szybkich technik pomiarowych cyfrowej mikroskopii holograficznej (digital holographic microscopy, DHM) i tomograficznej (digital holography tomographic microscopy, DHTM) wykorzystujących dynamiczną modulację czoła fali oświetlającej, które umożliwią obrazowanie z rozszerzoną głębią ostrości oraz pomiary topografii/grubości struktur 3D/4D (3D + czas), rozkładu współczynnika załamania 4D ze zwiększoną dokładnością, rozdzielczością, z minimalizacją szumu koherentnego oraz w zwiększonym zakresie pomiarowym. Nowe podstawy i rozwiązania teoretyczne, które zostaną opracowane w projekcie, pozwolą na przezwyciężenie szeregu istotnych ograniczeń DHM i DHTM. Rozwiązania te to: nowe metody pomiaru topografii o dużych skokach wysokości; nowe metody kompozycji, numerycznej propagacji, rekonstrukcji (odzyskiwania informacji o obiekcie) sztucznie skonstruowanego hologramu częściowo koherentnego; nowe metody automatycznej lokalizacji płaszczyzny ostrości o zwiększonej dokładności i zakresie bazujące na: poszerzeniu informacyjności w widmie 3D, współzależnościach fazowych oraz propagacji sztucznie stworzonego hologramu częściowo koherentnego; nowe pozaosiowe metody pomiaru kształtu i grubości niewymagające płaszczyzny odniesienia; nowe metody symulacji rozpraszania światła w mikrooptyce; nowa teoria obrazowania 3D w DHM i DHTM; nowe rozwiązania tomograficzne wykorzystujące dynamiczną modulację oświetlenia, oraz różne schematy modulacji oświetlenia (fale płaskie, sferyczne); nowe iteracyjne algorytmy tomograficzne dla układów o rzadkim pokryciu widma Fouriera 3D; nowe rozwiązania tomograficzne (algorytmy, systemy tomograficzne) umożliwiające badania próbek dynamicznych bazujące na rejestracji danych tomograficznych z multipleksowaniem przestrzennym; budowa prostego i taniego systemu DHTM, w którym zmiana warunków oświetlania jest realizowana jedynie poprzez poprzeczny przesuw badanej próbki oświetlonej wysokoaperturową falą sferyczną.