ПРОСТРА́НСТВЕННАЯ ФИЛЬТРА́ЦИЯ

Схема пространственной фильтрации.

ПРОСТРА́НСТВЕННАЯ ФИЛЬТРА́ЦИЯ, воз­дей­ст­вие на струк­ту­ру по­то­ка элект­ро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния с це­лью при­да­ния ему же­лае­мых свойств (напр., ма­лой рас­хо­ди­мо­сти) ли­бо об­работ­ки пе­ре­но­си­мой этим по­то­ком ин­фор­ма­ции (см. Оп­ти­че­ская об­ра­бот­ка ин­фор­ма­ции). В оп­тич., ИК- и ближ­нем УФ-диа­па­зо­нах ис­поль­зу­ют­ся фо­ку­си­рую­щие эле­мен­ты (лин­зы, зер­ка­ла) для фор­ми­ро­ва­ния про­стран­ст­вен­но­го спек­тра (фу­рье-об­раза) вход­но­го из­лу­че­ния, а для его мо­ди­фи­ка­ции – разл. ам­пли­туд­ные, фа­зо­вые и ам­пли­туд­но-фа­зо­вые про­стран­ст­вен­ные фильт­ры. В рент­ге­нов­ском и др. ко­рот­ко­вол­но­вых диа­па­зо­нах фо­ку­си­рую­щие эле­мен­ты обыч­но от­сут­ст­ву­ют, а для мо­ди­фи­ка­ции струк­ту­ры из­лу­че­ния при­ме­ня­ют­ся по­сле­до­ва­тель­но ус­та­нов­лен­ные эк­ра­ны с от­вер­стия­ми.

П. ф. ис­поль­зу­ет­ся для ис­сле­до­ва­ния объ­ек­тов, не­по­сред­ст­вен­ное на­блю­де­ние ко­то­рых не­воз­мож­но или за­труд­не­но. Схе­ма сис­те­мы П. ф. в оп­тич. диа­па­зо­не при­ве­де­на на ри­сун­ке. Пу­чок све­та от ко­ге­рент­но­го то­чеч­но­го ис­точ­ни­ка све­та 1, по­ме­щён­но­го в пе­ред­ней фо­каль­ной плос­ко­сти лин­зы 2, про­хо­дит че­рез ис­сле­дуе­мый объ­ект 3 и фо­ку­си­ру­ет­ся лин­зой 4 на про­стран­ст­вен­ный фильтр 5, ко­то­рый воз­дей­ст­ву­ет на фу­рье-спектр объ­ек­та, а лин­за 6, рас­по­ло­жен­ная кон­фо­каль­но от­но­си­тель­но лин­зы 4, осу­ще­ст­в­ля­ет об­рат­ное фу­рье-пре­об­ра­зо­ва­ние. По­вёр­ну­тое на 180° от­фильт­ро­ван­ное изо­бра­же­ние объ­ек­та фор­ми­ру­ет­ся в плос­ко­сти 7 на рас­стоя­нии 4f от не­го, где f – фо­кус­ное рас­стоя­ние линз 4 и 6.

П. ф. при­ме­ня­ет­ся для ви­зуа­ли­за­ции фа­зо­вых объ­ек­тов (напр., био­ло­гич.), при этом наи­боль­шая чув­ст­ви­тель­ность дос­ти­га­ет­ся с ис­поль­зо­ва­ни­ем ме­то­да фа­зо­во­го кон­тра­ста. При этом про­стран­ст­вен­ный фильтр пред­став­ля­ет со­бой про­зрач­ную пла­стин­ку с та­ким утол­ще­ни­ем в ма­лой при­осе­вой зо­не, что ме­ж­ду све­том, про­хо­дя­щим че­рез эту зо­ну и че­рез ос­таль­ную часть се­че­ния, соз­даёт­ся оп­тич. раз­ность хо­да в чет­верть дли­ны вол­ны. В ре­зуль­та­те дей­ст­вия та­ко­го фильт­ра фа­зо­вые ис­ка­же­ния пре­вра­ща­ют­ся в ва­риа­ции ин­тен­сив­но­сти, при­чём от­клик в пер­вом при­бли­же­нии ли­ней­ный.

П. ф. при­ме­ня­ет­ся для улуч­ше­ния ка­че­ст­ва изо­бра­же­ний, рас­по­зна­ва­ния об­ра­зов, осу­ще­ст­в­ле­ния их сор­ти­ров­ки и т. п. П. ф. мож­но за­ме­нить эк­ви­ва­лент­ной ей ком­пь­ю­тер­ной об­ра­бот­кой ре­зуль­та­тов из­ме­ре­ний све­то­вых по­лей.