Untersuchungen zum Einsatz des Konzepts synthetischer Aperturen in der Digitalen Holografie

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Die Digitale Holografie, bei der die Hologramme mittels CCD-Arrays aufgenommen und die Wellenfelder numerisch im Rechner rekonstruiert werden, weist eine Reihe von Vorteilen auf. Als wichtigster ist zu nennen, daß nicht nur eine Intensitätsverteilung, sondern auch aus nur einem digitalen Hologramm eine Phasenverteilung rekonstruiert wird. Ein Nachteil ist jedoch die geringe Größe des CCD-Arrays. Die dadurch gegebene kleine Apertur bewirkt eine geringe laterale Auflösung bei gleichzeitig großer Tiefenschärfe. Damit läßt sich der Konturverlauf von Tiefenvariationen von Oberflächen nicht präzise genug bestimmem. Auch in der Partikelmeßtechnik kann die Tiefenposition einzelner Partikel nur ungenau bestimmt werden. Mit Hilfe des Konzepts synthetischer Aperturen sollen hier wesentliche Fortschritte erzielt werden. Dazu werden gleichzeitig digitale Hologramme von mehreren an verschiedenen Orten angebrachten CCD-Arrays aufgezeichnet. In einem ersten Ansatz werden diese Informationen zu einem gemeinsamen Hologramm kombiniert, in einem weiteren Ansatz soll bei Wissen über die erwarteten Beugungsmuster das Hologramm extrapoliert werden. Hierzu sind geeignete Anordnungen von CCD-Arrays zu konzipieren und kombinierte Auswerteprogramme zu entwerfen. Die Einflüsse nicht parallel zueinander stehender CCDs sind zu erarbeiten und numerisch zu kompensieren. Die erreichbaren Leistungsparameter sowohl bei der Konturmessung als auch bei der Partikellokalisation als beispielhafte Anwendungen sind abzuschätzen.