CC BY
14
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ март-апрель 2023 Том 23 № 2 http://ntv.ifmo.ru/
I/ITMO SCIENTIFIC AND TECHNICAL JOURNAL OF INFORMATION TECHNOLOGIES, MECHANICS AND OPTICS ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ
March-April 2023 Vol. 23 No 2 http://ntv.ifmo.ru/en/
ISSN 2226-1494 (print) ISSN 2500-0373 (online)
doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-2-227-235 УДК 535.4
Анализ фазовых изображений, полученных при использовании голографической системы регистрации на основе эффекта геометрической фазы и поляризационной камеры
Алексей Сергеевич Езерский1, Константин Андреевич Герасимов2, Арина Александровна Мисюра3н
1>2>3 Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 197101, Российская Федерация
1 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-3385-5123
2 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-9498-595X
3 arinamisшra@gmailxomи, https://orcid.org/0000-0002-2663-5085
Аннотация
Предмет исследования. Представлены результаты измерения глубины поверхности тестового объекта с применением цифровой голографии. Выполнено сравнение полученного изображения с моделью, построенной на основе документации к калибровочному слайду. Метод. В предложенном голографическом микроскопе вместо окуляра использована линза с эффектом геометрической фазы, которая преобразует пучок с линейной поляризацией в пару пучков с круговыми поляризациями (расходящийся и сходящийся). Для получения фазового распределения применен метод параллельного фазового сдвига. С помощью поляризационной камеры за одну экспозицию зарегистрировано четыре интерферограммы, соответствующие четырем линейным проекциям интерферирующих волн с правой и левой круговой поляризациями. Основные результаты. Получены голограммы фазового объект-микрометра, по которым методом параллельного фазового сдвига проведено восстановление распределения фазового запаздывания, вносимого объектом. Для коррекции аберрации применено вычитание зарегистрированного фазового набега освещающей волны — экспериментально полученной фазы волнового фронта без объекта. Практическая значимость. Разработанный цифровой голографический фазовый микроскоп на основе геометрической фазовой линзы и поляризационной камеры позволяет корректно визуализировать профиль рельефа поверхности. Микроскоп может найти применение в качестве инструмента для мониторинга состояния биологических объектов, подвергаемых внешнему воздействию. Ключевые слова
цифровая голографическая микроскопия, голография, фазовое изображение, поляризационная камера,
геометрическая фазовая линза, анализ фазовых распределений
Благодарности
Работа выполнена при поддержке гранта Президента Российской Федерации № MD-6101.2021.L2. Ссылка для цитирования: Езерский А.С., Герасимов К.А., Мисюра А.А. Анализ фазовых изображений, полученных при использовании голографической системы регистрации на основе эффекта геометрической фазы и поляризационной камеры // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2023. Т. 23, № 2. С. 227-235. doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-2-227-235
Analysis of the phase images obtained during the collection of a holographic registration system based on the geometric phase effect and a polarization camera Aleksei S. Ezerskii1, Konstantin A. Gerasimov2, Arina A. Misura3«
i,2,3 ITMO University, Saint Petersburg, 197101, Russian Federation
1 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-3385-5123
2 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-9498-595X
3 [email protected]«, https://orcid.org/0000-0002-2663-5085
© Езерский А.С., Герасимов К.А., Мисюра А.А., 2023
Abstract
The results of measuring the surface depth of the test object using digital holography are presented. The resulting image was compared to a model based on the calibration slide documentation. In the presented holographic microscope, instead of an eyepiece, a lens with a geometric phase effect is used, which converts a beam with linear polarization into a pair of beams with circular polarizations (diverging and converging). The parallel phase shift method was used to obtain phase distribution. Using a polarization camera, four interferograms corresponding to four different linear projections of interfering waves with right and left circular polarizations were recorded in one exposure. Holograms of a phase object-micrometer were obtained, according to which, by the method of parallel phase shift, the distribution of phase lag introduced by the object was restored. To correct the aberration, subtraction of the recorded phase raid of the illuminating wave — the experimentally obtained phase of the wavefront without an object is used. The developed digital holographic phase microscope based on a geometric phase lens and a polarization camera makes it possible to correctly visualize the surface relief profile. The microscope can be used as a tool for monitoring the state of biological objects exposed to external effects. Keywords
digital holographic microscopy, holography, phase imaging, polarizing camera, geometric phase lens, analysis of phase
distributions
Acknowledgements
This work was supported by the grant of the President of the Russian Federation No. MD-6101.2021.1.2. For citation: Ezerskii A.S., Gerasimov K.A., Misura A.A. Analysis of the phase images obtained during the collection of a holographic registration system based on the geometric phase effect and a polarization camera. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics, 2023, vol. 23, no. 2, pp. 227-235 (in Russian). doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-2-227-235
Введение
Цифровые методы в голографии [1] применяются во многих областях науки и техники: для исследования клеток и живых организмов [2-4], визуализации в тера-герцовом диапазоне частот [5-8], в том числе совместно с методами аддитивного производства [9], в исследованиях вихревых волновых полей [9-14], планктона [15] и других взвешенных ансамблей частиц [16-20]. Имеются и другие применения: оптическая память [21, 22], объемная визуализация [23, 24], исследование оптических нелинейных свойств [25-30], тепловых полей и процессов теплопереноса [31-33], контроль сварки волокон [34, 35], профилометрия [36-40], вибро-метрия [41], и др. Одно из наиболее интенсивно развивающихся направлений цифровой голографии — цифровая голографическая микроскопия [42-44]. Известно, что среди методов анализа и наблюдения состояния трехмерных объектов, в которых допускается только неинвазивная диагностика, достаточно перспективным является количественная фазовая визуализация [45].
Несмотря на то, что методы количественной фазовой визуализации активно разрабатываются в последние годы, они имеют следующие слабые стороны: высокую чувствительность к внешним воздействиям и когерентный шум. Было разработано множество методов и алгоритмов, минимизирующих влияние шума [46-50]. Для преодоления когерентного шума наиболее перспективный метод — использование частично когерентного излучения [51-56]. С помощью применения интерферометров общего пути [51, 57-60] удается решить проблему чувствительности к внешним воздействиям. Применение подхода низкокогерентной цифровой голографии [52, 61] сопровождается использованием метода фазового сдвига [62, 63], который требует последовательной регистрации набора голограмм для восстановления информации о фазе волнового фронта, что ограничивает возможности изучения динамических процессов. Благодаря применению специали-
зированных камер, у которых регистрирующий сенсор покрыт матрицей микрополяризаторов [53, 64], этот недостаток можно устранить, одновременно регистрируя распределение интенсивности в четырех направлениях состояний поляризации.
В настоящей работе рассмотрены физические принципы голографического микроскопа с геометрической фазовой линзой и выполнен анализ поведения волнового фронта после прохождения через линзу. Проведено сравнение глубины поверхности исследуемого объекта, взятая из документации к объект-микрометру с глубиной, полученной с помощью цифрового голографиче-ского микроскопа, в котором использована поляризационная камера и линза с эффектом геометрической фазы в качестве окуляра.
Описание схемы установки цифрового голографического микроскопа
Экспериментальная установка собрана по классической схеме микроскопа, в котором окуляр заменен на дифракционную линзу с эффектом геометрической фазы. Преимущество предложенной схемы — возможность применения метода фазового сдвига без механических изменений в системе голографического микроскопа. Формируемая осевая голограмма регистрируется на КМОП-матрицу с массивом микрополяризаторов [65, 66]. Схема цифрового голографического микроскопа показана на рис. 1.
В рассматриваемой голографической системе излучение с длиной волны 532 нм от полупроводникового лазерного модуля (Laser) проходит через призму Глана (P), приобретает линейную поляризацию и освещает исследуемый образец (O). В качестве образца использована фазовая калибровочная мишень (Phase Focus, 303 нм, [67]), которая была разработана для верификации методов птихографии [67, 68], но может быть применена для проверки и других методов количественной фазовой визуализации. Далее световой пу-
250
Рис. 1. Схема цифрового голографического микроскопа с
геометрической фазовой линзой Fig. 1. Diagram of a digital holographic microscope with a geometric phase lens
чок расширяется при помощи микрообъектива (MO) и проходит через дифракционную линзу с эффектом геометрической фазы (GPL, Edmund Optics, Stock Number #33-466, эффективное фокусное расстояние 100 мм). На рис. 1 красным цветом отмечены фокусы дифракционной линзы с эффектом геометрической фазы, а синим - фокусы микрообъектива. Плоская волна падает на геометрическую фазовую линзу, которая выступает в качестве окуляра и формирует два когерентных луча [53, 69]: с левой (LCP) и с правой (RCP) круговыми поляризациями. Направление круговой поляризации зависит от взаимного расположения геометрической фазовой линзы и плоскости поляризации освещающей волны. Один из пучков с круговой поляризацией переносит изображение в плоскость камеры (PS), а второй выступает в роли опорной волны. Его можно считать опорным, поскольку расфокусированное изображение в опорном пучке удалено от исследуемого изображения в предметном пучке. Благодаря методу восстановления фазы, путем вычитания волнового фронта без исследуемого образца, нивелируется влияние искажений освещающего волнового фронта [53, 69]. Несмотря на то, что соотношение интенсивностей интерферирующих полей отличается на порядок, этого достаточно для регистрации фазового набега [70]. Подробное формирование изображения в разработанном микроскопе с геометрической фазовой линзой описаны в работе [65].
Восстановление фазового изображения объекта и определение глубины поверхности фазового объект-микрометра
Рассмотрим вариант устранения искривления волнового фронта, который включает в себя запись дополнительной цифровой голограммы для поля, невозмущенного объектом [65]. В этом случае возможно получить разности фаз из распределений интенсивно-стей (I) интерферограммы (рис. 2) для волнового фронта без объекта. При вычитании поля, невозмущенного объектом, из разности фаз волн с объектом извлекается фазовое распределение образца.
Определим разность фаз для фоновых полей:
A9bg = angle(exp(/(9bg_ - 9bg+))X
(1)
150
Рис. 2. Изображение зарегистрированной интерференционной картины в отсутствии исследуемого объекта
Fig. 2. Image of the recorded interference pattern without the investigated object
значения аргумента; и ф^+ — фазы расходящихся и сходящихся волновых фронтов.
При вычитании разности фаз фоновых полей (1) из разности фаз волн с объектом получим фазовое распределение образца:
ФоЬ = ^Ф^О'САф^ у) - Афbg(x, уЩ
где Дф(х, у) — величина восстановленного распределения фаз.
На калибровочном слайде (рис. 3, а) показан второй фрагмент седьмой группы [67], который оптимально сочетается с полем зрения прибора. Определение глубины поверхности фазового объект-микрометра выполним с помощью численного расчета разности хода оптических лучей в материале объект-микрометра и воздухе:
d =
tap
2тф -1)'
(2)
где angle — функция, возвращающая значение фазового угла (в интервале от -п до +п) от комплексного
где А — длина волны излучения; п — показатель преломления подложки.
В работе [67] получено значение показателя преломления подложки для длины волны А = 635 нм. В результате расчет дисперсионной кривой [71] для материала подложки SiO2 показал, что при переходе с длины волны 635 нм на 532 нм изменение показателя преломления 5п = 0,0037.
Подставим значения А = 532 нм и п = 1,4668 в уравнение (2) и получим среднюю глубину рельефа d = 320 нм с максимальным отклонением 20 нм.
Проведем фурье-анализ полученного восстановленного фазового изображения калибровочного слайда (рис. 4). Видно наличие множественных порядков дифракции, которые образуются после прохождения света через дифракционную линзу с эффектом геометрической фазы. Блокируя большую часть луча перед дифракционной линзой с эффектом геометрической фазы, половина лучей проходит в соседнюю полуплоскость после фокусировки (рис. 1), и можно различить до четырех вторичных порядков дифракции [65].
-400
0 4 8 12
у, мкм
Рис. 3. Голограмма, записанная на поляризационном матричном фотоприемнике (а); восстановленное фазовое изображение калибровочного слайда, на изображении которого черной линией обозначено место проведения поперечного сечения (b);
профиль поперечного сечения (с).
На вставке рис. 3, а: типичный увеличенный фрагмент микроструктуры распределения интенсивности, регистрируемой на матрице
размером 10 х 10 пикселов поляризационной камеры
Fig. 3. Hologram recorded on a polarization matrix photoreceiver (a); reconstructed phase image of the calibration slide with the
location of the cross-section indicated by a black line (b); profile of the cross-section (c). Insert in Fig. 3, a: typical enlarged fragment of the microstructure of the intensity distribution registered on a 10 х 10 pixel matrix of the
polarization camera
Рис. 4. Распределение модуля амплитуды фурье-образа в логарифмическом масштабе регистрируемой голограммы
Fig. 4. Distribution of Fourier image amplitude modulus in logarithmic scale of recorded hologram
Рис. 5. Разность рельефов калибровочного слайда, полученных экспериментально и при помощи моделирования Fig. 5. Difference in relief of the calibration slide obtained experimentally and by modeling
На рис. 5 показана разность рельефов калибровочного слайда, полученных экспериментально и при помощи моделирования. Коэффициент взаимной корреляции двух изображений равен Я = 0,8385. Наибольшее отклонение наблюдаем в областях границ канавок фазового объект-микрометра.
Выводы
Метод визуализации на основе схемы с геометрической фазовой линзой в настоящее время успешно применен при решении задач формирования [72-74] и детектирования [74-76] волнового фронта с заданными характеристиками. В дальнейшем, при решении задачи доставки пробного структурированного излучения к исследуемому образцу (что может быть сделано с помощью дихроичного зеркала [77], или волоконного тейпера [78]), разработанный микроскоп может найти применение в качестве инструмента для мониторинга состояния биологических объектов, подвергаемых внешнему воздействию. Метод параллельного фазового сдвига, используемый в рассмотренном приборе, позво-
ляет исследовать динамические изменения морфологических характеристик объекта до, в момент и после воздействия на него структурированным излучением.
Заключение
В работе представлены записи цифровых голограмм калибровочного слайда (рис. 3, а), из которых извлечены фазовые изображения с использованием процедуры вычитания зарегистрированного фазового набега освещающей волны. На основании восстановленных изображений определена глубина канавок второго фрагмента седьмой группы фазового объект-микрометра. Согласно полученным измерениям, ее значение варьируется от 300 до 340 нм. Глубина канавок, заявленная производителем, составляет 303 нм. Коэффициент корреляции Я = 0,8385 показал малое различие между изображением идеального калибровочного слайда и его восстановленным фазовым изображением. Учитывая простоту и скорость проведения измерений, предложенная схема может быть применена для определения размеров образца.
Литература
1. ГОСТ Р 59321.3. Оптика и фотоника ГОЛОГРАФИЯ Часть 3. Голография цифровая и компьютерная. Термины и определения, 2021.
2. Kemper B., von Bally G. Digital holographic microscopy for live cell applications and technical inspection // Applied Optics. 2008. V. 47. N 4. P. A52. https://doi.org/10.1364/ao.47.000a52
3. Cacace T., Bianco V., Ferraro P. Quantitative phase imaging trends in biomedical applications // Optics and Lasers in Engineering. 2020. V. 135. P. 106188. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2020.106188
4. Alam Z., Poddar R. An in-vivo depth-resolved imaging of developing zebrafish microstructure and microvasculature using swept-source optical coherence tomography angiography // Optics and Lasers in Engineering. 2022. V. 156. P. 107087. https://doi.org/10.1016/j. optlaseng.2022.107087
5. Kulya M.S., Balbekin N.S., Gredyuhina I.V., Uspenskaya M.V., Nechiporenko A.P., Petrov N.V. Computational terahertz imaging with dispersive objects // Journal of Modern Optics. 2017. V. 64. N 13. P. 1283-1288. https://doi.org/10.1080/09500340.2017.1285064
6. Kulya M., Semenova V., Gorodetsky A., Bespalov V.G., Petrov N.V. Spatio-temporal and spatiospectral metrology of terahertz broadband uniformly topologically charged vortex beams // Applied Optics. 2019. V. 58. N 5. P. A90. https://doi.org/10.1364/ao.58.000a90
7. Balbekin N.S., Kulya M.S., Belashov A.V., Gorodetsky A., Petrov N.V. Increasing the resolution of the reconstructed image in terahertz pulse time-domain holography // Scientific Reports. 2019. V. 9. N 1. P. 180. https://doi.org/10.1038/s41598-018-36642-3
8. Petrov N.V., Sokolenko B., Kulya M.S., Gorodetsky A., Chernykh A.V. Design of broadband terahertz vector and vortex beams: II. Holographic assessment // Light: Advanced Manufacturing. 2022. V. 3. N 44. https://doi.org/10.37188/lam.2022.044
9. Grachev Y.V., Kokliushkin V.A., Petrov N.V. Open-source 3D-printed terahertz pulse time-domain holographic detection module // Applied Optics. 2022. V. 61. N 5. P. B307. https://doi.org/10.1364/ao.444979
10. Khoroshun A.N., Chernykh A.V., Kucher S.V., Tsymbaluk A.N. Optimal parameters of a shearing interferometer with a singular light source // Journal of Optical Technology. 2012. V. 79. N 1. P. 9-11. https://doi.org/10.1364/jot.79.000009
11. Petrov N.V., Pavlov P.V., Malov A.N. Numerical simulation of optical vortex propagation and reflection by the methods of scalar diffraction theory // Quantum Electronics. 2013. V. 43. N 6. P. 582-587. https:// doi.org/10.1070/qe2013v043n06abeh015190
12. Porfirev A.P., Khonina S.N. Simple method for efficient reconfigurable optical vortex beam splitting: erratum // Optics
References
1. GOST R. 59321.3 Optics and photonics. Holography. Part 3. Digital and computer holography. Terms and definitions. 2021. (in Russian)
2. Kemper B., von Bally G. Digital holographic microscopy for live cell applications and technical inspection. Applied Optics, 2008, vol. 47, no. 4, pp. A52. https://doi.org/10.1364/ao.47.000a52
3. Cacace T., Bianco V., Ferraro P. Quantitative phase imaging trends in biomedical applications. Optics and Lasers in Engineering, 2020, vol. 135, pp. 106188. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2020.106188
4. Alam Z., Poddar R. An in-vivo depth-resolved imaging of developing zebrafish microstructure and microvasculature using swept-source optical coherence tomography angiography. Optics and Lasers in Engineering, 2022, vol. 156, pp. 107087. https://doi.org/10.1016/j. optlaseng.2022.107087
5. Kulya M.S., Balbekin N.S., Gredyuhina I.V., Uspenskaya M.V., Nechiporenko A.P., Petrov N.V. Computational terahertz imaging with dispersive objects. Journal of Modern Optics, 2017, vol. 64, no. 13, pp. 1283-1288. https://doi.org/10.1080/09500340.2017.1285 064
6. Kulya M., Semenova V., Gorodetsky A., Bespalov V.G., Petrov N.V. Spatio-temporal and spatiospectral metrology of terahertz broadband uniformly topologically charged vortex beams. Applied Optics, 2019, vol. 58, no. 5, pp. A90. https://doi.org/10.1364/ao.58.000a90
7. Balbekin N.S., Kulya M.S., Belashov A.V., Gorodetsky A., Petrov N.V. Increasing the resolution of the reconstructed image in terahertz pulse time-domain holography. Scientific Reports, 2019, vol. 9, no. 1, pp. 180. https://doi.org/10.1038/s41598-018-36642-3
8. Petrov N.V., Sokolenko B., Kulya M.S., Gorodetsky A., Chernykh A.V. Design of broadband terahertz vector and vortex beams: II. Holographic assessment. Light: Advanced Manufacturing, 2022, vol. 3, pp 44. https://doi.org/10.37188/lam.2022.044
9. Grachev Y.V., Kokliushkin V.A., Petrov N.V. Open-source 3D-printed terahertz pulse time-domain holographic detection module. Applied Optics, 2022, vol. 61, no. 5, pp. B307. https://doi.org/10.1364/ ao.444979
10. Khoroshun A.N., Chernykh A.V., Kucher S.V., Tsymbaluk A.N. Optimal parameters of a shearing interferometer with a singular light source. Journal of Optical Technology, 2012, vol. 79, no. 1, pp. 9-11. https://doi.org/10.1364/jot.79.000009
11. Petrov N.V., Pavlov P.V., Malov A.N. Numerical simulation of optical vortex propagation and reflection by the methods of scalar diffraction theory. Quantum Electronics, 2013, vol. 43, no. 6, pp. 582-587. https://doi.org/10.1070/qe2013v043n06abeh015190
Express. 2017. V. 25. N 25. P. 32214. https://doi.org/10.1364/ oe.25.032214
13. Khoroshun A.N., Chernyk A.V., Tsimbaluk A.N., Kirichenko J.A., Yezhov P.V., Kim J.-T. Experimental realization of an axial optical vortex beam synthesis using a Gaussian beam and two ramps from a spatial light modulator // Proceedings of SPIE. 2013. V. 9066. P. 90660P. https://doi.org/10.1117/12.2049059
14. Bekshaev A., Chernykh A., Khoroshun A., Masajada J., Popiolek-Masajada A., Riazantsev A. Controllable singular skeleton formation by means of the Kummer optical-vortex diffraction at a rectilinear phase step // Journal of Optics. 2021. V. 23. N 3. P. 034002. https:// doi.org/10.1088/2040-8986/abcea7
15. Демин В.В., Макаров А.В., Половцев И.Г. Регистрация планктона с помощью имитатора погружаемой голографической камеры // Оптика атмосферы и океана. 2006. Т. 19. № 4. С. 312-318.
16. Бразовский В.В., Вагнер В.А., Евстигнеев В.В., Еськов А.В., Пролубников В.И., Тубалов Н.П. Голографический метод исследования дисперсного состава аэрозоля // Горизонты образования. 2006. № 8. С. 1-9.
17. Nikolaeva T.Y., Petrov N.V. Characterization of particles suspended in a volume of optical medium at high concentrations by coherent image processing // Optical Engineering. 2015. V. 54. N 8. P. 083101. https://doi.org/10.1117/1.oe.54.8.083101
18. Nikolaeva T.Y., Petrov N.V. Statistical study of coherent images of particles in the volume of optical medium // Proceedings of SPIE. 2014. V. 9216. P. 921612. https://doi.org/10.1117/12.2061671
19. Vovk T.A., Petrov N.V. Correlation characterization of particles in volume based on peak-to-basement ratio // Scientific Reports. 2017. V. 7. P. 43840. https://doi.org/10.1038/srep43840
20. Ларкин А.И. Визуализация и распознавание треков частиц методами когерентной лазерной голографии // Научная визуализация. 2018. Т. 10. № 1. С. 49-55. https://doi.org/10.26583/sv.10.1.03
21. Betin A.Y., Bobrinev V.I., Odinokov S.B., Evtikhiev N.N., Starikov R.S., Starikov S.N., Zlokazov E.Yu. Holographic memory optical system based on computer-generated Fourier holograms // Applied Optics. 2013. V. 52. N 33. P. 8142-8145. https://doi. org/10.1364/ao.52.008142
22. Hesselink L., Orlov S.S., Bashaw M.C. Holographic data storage systems // Proceedings of the IEEE. 2004. V. 92. N 8. P. 1231-1280. https://doi.org/10.1109/jproc.2004.831212
23. Cheremkhin P.A., Evtikhiev N.N., Krasnov V.V., Kulakov M.N., Kurbatova E.A., Molodtsov D.Y., Rodin V.G. Demonstration of digital hologram recording and 3D-scenes reconstruction in real-time // Proceedings of SPIE. 2016. V. 9889. P. 98891M. https://doi. org/10.1117/12.2227767
24. Ferraro P., Grilli S., Alfieri D., De Nicola S., Finizio A., Pierattini G., Javidi B., Coppola G., Striano V. Extended focused image in microscopy by digital holography // Optics Express. 2005. V. 13. N 18. P. 6738-6749. https://doi.org/10.1364/opex.13.006738
25. Nalegaev S.S., Belashov A.V., Petrov N.V. Application of photothermal digital interferometry for nonlinear refractive index measurements within a Kerr approximation // Optical Materials. 2017. V. 69. P. 437-443. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2017.03.030
26. Momgaudis B., Guizard S., Bilde A., Melninkaitis A. Nonlinear refractive index measurements using time-resolved digital holography // Optics Letters. 2018. V. 43. N 2. P. 304-307. https://doi. org/10.1364/ol.43.000304
27. Petrov N.V., Nalegaev S.S., Belashov A.V., Shevkunov I.A., Putilin S.E., Lin Y.C., Cheng C.J. Time-resolved inline digital holography for the study of noncollinear degenerate phase modulation // Optics Letters. 2018. V. 43. N 15. P. 3481. https://doi.org/10.1364/ ol.43.003481
28. Belashov A.V., Cheng C.-J., Petrov N.V. Noncollinear degenerate phase modulation in samples with inhomogeneous optical nonlinear properties [Invited] // Applied Optics. 2021. V. 60. N 10. P. B14-B2. https://doi.org/10.1364/AO.415102
29. Белашов А.В., Чжень Ч.-Ж., Петров Н.В. О возможности исследования доли неоднородностей оптических нелинейных сред с помощью осевой цифровой голографии с временным разрешением // Журнал технической физики. 2021. Т. 91. № 5. С. 846-854. https://doi.org/10.21883/JTF.2021.05.50699.340-20
30. Belashov A., Shevkunov I.A., Kolesova E.P., Orlova A.O., Putilin S.E., Veniaminov A.V., Cheng C.-J., Petrov N.V. Investigation of nonlinear optical properties of quantum dots deposited onto a sample glass using time-resolved inline digital holography // Journal
12. Porfirev A.P., Khonina S.N. Simple method for efficient reconfigurable optical vortex beam splitting: erratum. Optics Express, 2017, vol. 25, no. 25, pp. 32214. https://doi.org/10.1364/oe.25.032214
13. Khoroshun A.N., Chernyk A.V., Tsimbaluk A.N., Kirichenko J.A., Yezhov P.V., Kim J.-T. Experimental realization of an axial optical vortex beam synthesis using a Gaussian beam and two ramps from a spatial light modulator. Proceedings of SPIE, 2013, vol. 9066, pp. 90660P. https://doi.org/10.1117/12.2049059
14. Bekshaev A., Chernykh A., Khoroshun A., Masajada J., Popiolek-Masajada A., Riazantsev A. Controllable singular skeleton formation by means of the Kummer optical-vortex diffraction at a rectilinear phase step. Journal of Optics, 2021, vol. 23, no. 3, pp. 034002. https:// doi.org/10.1088/2040-8986/abcea7
15. Dyomin V.V., Makarov A.V., Polovtsev I.G. Plankton detection using a simulator of a submersible holographic camera. Atmospheric and Oceanic Optics, 2006, vol. 19, no. 4, pp. 277-283.
16. Brazovskii V.V., Vagner V.A., Evstigneev V.V., Eskov A.V., Prolubnikov V.I., Tubalov N.P. Holographic method for studying the disperse composition of an aerosol. Gorizonty obrazovanija, 2006, no. 8, pp. 1-9. (in Russian)
17. Nikolaeva T.Y., Petrov N.V. Characterization of particles suspended in a volume of optical medium at high concentrations by coherent image processing. Optical Engineering, 2015, vol. 54, no. 8, pp. 083101. https://doi.org/10.1117/1.oe.54.8.083101
18. Nikolaeva T.Y., Petrov N.V. Statistical study of coherent images of particles in the volume of optical medium. Proceedings of SPIE, 2014, vol. 9216, pp. 921612. https://doi.org/10.1117/12.2061671
19. Vovk T.A., Petrov N.V. Correlation characterization of particles in volume based on peak-to-basement ratio. Scientific Reports, 2017, vol. 7, pp. 43840. https://doi.org/10.1038/srep43840
20. Larkin A.I. Visualization and recognition of the particle tracks by methods of coherent laser holography. Scientific Visualization, 2018, vol. 10, no. 1, pp. 49-55. (in Russian). https://doi.org/10.26583/ sv.10.1.03
21. Betin A.Y., Bobrinev V.I., Odinokov S.B., Evtikhiev N.N., Starikov R.S., Starikov S.N., Zlokazov E.Yu. Holographic memory optical system based on computer-generated Fourier holograms. Applied Optics, 2013, vol. 52, no. 33, pp. 8142-8145. https://doi. org/10.1364/ao.52.008142
22. Hesselink L., Orlov S.S., Bashaw M.C. Holographic data storage systems. Proceedings of the IEEE, 2004, vol. 92, no. 8, pp. 12311280. https://doi.org/10.1109/jproc.2004.831212
23. Cheremkhin P.A., Evtikhiev N.N., Krasnov V.V., Kulakov M.N., Kurbatova E.A., Molodtsov D.Y., Rodin V.G. Demonstration of digital hologram recording and 3D-scenes reconstruction in real-time. Proceedings of SPIE, 2016, vol. 9889, pp. 98891M. https://doi. org/10.1117/12.2227767
24. Ferraro P., Grilli S., Alfieri D., De Nicola S., Finizio A., Pierattini G., Javidi B., Coppola G., Striano V. Extended focused image in microscopy by digital holography. Optics Express, 2005, vol. 13, no. 18, pp. 6738-6749. https://doi.org/10.1364/opex.13.006738
25. Nalegaev S.S., Belashov A.V., Petrov N.V. Application of photothermal digital interferometry for nonlinear refractive index measurements within a Kerr approximation. Optical Materials, 2017, vol. 69, pp. 437-443. https://doi.org/10.1016Zj.optmat.2017.03.030
26. Momgaudis B., Guizard S., Bilde A., Melninkaitis A. Nonlinear refractive index measurements using time-resolved digital holography. Optics Letters, 2018, vol. 43, no. 2, pp. 304-307. https://doi. org/10.1364/ol.43.000304
27. Petrov N.V., Nalegaev S.S., Belashov A.V., Shevkunov I.A., Putilin S.E., Lin Y.C., Cheng C.J. Time-resolved inline digital holography for the study of noncollinear degenerate phase modulation. Optics Letters, 2018, vol. 43, no. 15, pp. 3481. https:// doi.org/10.1364/ol.43.003481
28. Belashov A.V., Cheng C.-J., Petrov N.V. Noncollinear degenerate phase modulation in samples with inhomogeneous optical nonlinear properties [Invited]. Applied Optics, 2021, vol. 60, no. 10, pp. B14-B2. https://doi.org/10.1364/A0.415102
29. Belashov A.V., Cheng C.J., Petrov N.V. On the possibility of studying the fraction of inhomogeneities in optical nonlinear media using time-resolved inline digital holography. Technical Physics, 2021, vol. 66, no. 5, pp. 681-689. https://doi.org/10.1134/s1063784221050042
30. Belashov A., Shevkunov I.A., Kolesova E.P., Orlova A.O., Putilin S.E., Veniaminov A.V., Cheng C.-J., Petrov N.V. Investigation of nonlinear optical properties of quantum dots deposited onto a sample glass using time-resolved inline digital holography. Journal
of Imaging. 2022. V. 8. N 3. P. 74. https://doi.org/10.3390/ jimaging8030074
31. Kumar V., Shakher C. Study of heat dissipation process from heat sink using lensless Fourier transform digital holographic interferometry // Applied Optics. 2015. V. 54. N 6. P. 1257-1266. https://doi. org/10.1364/AO.54.001257
32. Belashov A.V., Petrov N.V., Semenova I.V., Vasyutinskii O.S. Digital holographic micro-interferometry of nonradiative transitions in biological specimens // Proceedings of SPIE. 2015. V. 9529. P. 95290G. https://doi.org/10.1117/12.2184900
33. Creath K., Schwartz G.E. Dynamic visible interferometric measurement of thermal fields around living biological objects // Proceedings of SPIE. 2004. V. 5531. P. 24-31. https://doi. org/10.1117/12.562306
34. Конин Ю.А., Гаранин А.И., Перминов А.В. Дефектоскопия оптических волокон и заготовок методом голографической интерферометрии // Прикладная фотоника. 2015. Т. 2. № 2. С. 154—165.
35. Prisiazhniuk A.V., Sokolenko B.V., Poletaev D.A., Shostka N.V. Digital holographic testing of the optical fiber at welding area // Journal of Physics: Conference Series. 2019. V. 1400. N 6. P. 066042. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1400/6Z066042
36. Yamaguchi I., Kato J., Ohta S. Surface shape measurement by phase-shifting digital holography // Optical Review. 2001. V. 8. N 2. P. 85— 89. https://doi.org/10.1007/s10043-001-0085-6
37. Yamaguchi I., Ohta S., Kato J. Surface contouring by phase-shifting digital holography // Optics and Lasers in Engineering. 2001. V. 36. N 5. P. 417—428. https://doi.org/10.1016/s0143-8166(01)00069-0
38. Dong J., Jia S., Jiang C. Surface shape measurement by multiillumination lensless Fourier transform digital holographic interferometry // Optics Communications. 2017. V. 402. P. 91—96. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2017.05.051
39. Belashov A.V., Petrov N.V. Improvement of rough surfaces height map reconstruction accuracy in tilt angle illumination digital holography // Optical Engineering. 2020. V. 59. N 10. P. 102414. https://doi.org/10.1117/1.oe.59.10.102414
40. Katkovnik V., Shevkunov I., Petrov N.V., Egiazarian K. Multiwavelength surface contouring from phase-coded noisy diffraction patterns: wavelength-division optical setup // Optical Engineering. 2018. V. 57. N 8. P. 085105. https://doi.org/10.1117/1. oe.57.8.085105
41. Verrier N., Alloul L., Gross M. Vibration of low amplitude imaged in amplitude and phase by sideband versus carrier correlation digital holography // Optics Letters. 2015. V. 40. N 3. P. 411—414. https://doi. org/10.1364/ol.40.000411
42. Тычинский В.П. Когерентная фазовая микроскопия внутриклеточных процессов // Успехи физических наук. 2001. Т. 171. № 6. С. 649—662. https://doi.org/10.3367/UFNr.0171.200106e.0649
43. Belashov A.V., Zhikhoreva A.A., Belyaeva T.N., Kornilova E.S., Petrov N.V., Salova A.V., Semenova I.V., Vasyutinskii O.S. Digital holographic microscopy in label-free analysis of cultured cells' response to photodynamic treatment // Optics Letters. 2016. V. 41. N 21. P. 5035. https://doi.org/10.1364/ol.41.005035
44. Hu Y., Zuo C., Sun J., Chen Q., Zhang Y. A compact and lensless digital holographic microscope setup // Proceedings of SPIE. 2015. V. 9524. P. 952426. https://doi.org/10.1117/12.2189634
45. Popescu G. Quantitative Phase Imaging of Cells and Tissues. First edition. New York: McGraw-Hill Education, 2011. 384 p.
46. Montresor S., Picart P. Quantitative appraisal for noise reduction in digital holographic phase imaging // Optics Express. 2016. V. 24. N 13. P. 14322. https://doi.org/10.1364/oe.24.014322
47. Katkovnik V., Shevkunov I.A., Petrov N.V., Egiazarian K. Wavefront reconstruction in digital off-axis holography via sparse coding of amplitude and absolute phase // Optics Letters. 2015. V. 40. N 10. P. 2417—2420. https://doi.org/10.1364/ol.40.002417
48. Katkovnik V., Shevkunov I., Petrov N.V., Egiazarian K. High-accuracy off-axis wavefront reconstruction from noisy data: local least square with multiple adaptive windows // Optics Express. 2016. V. 24. N 22. P. 25068. https://doi.org/10.1364/oe.24.025068
49. Belashov A.V., Petrov N.V., Semenova I.V. Digital off-axis holographic interferometry with simulated wavefront // Optics Express. 2014. V. 22. N 23. P. 28363—28376. https://doi.org/10.1364/ oe.22.028363
50. Bianco V., Memmolo P., Leo M., Montresor S., Distante C., Paturzo M., Picart P., Javidi B., Ferraro P. Strategies for reducing speckle noise in digital holography // Light: Science & Applications. 2018. V. 7. N 1. P. 1—16. https://doi.org/10.1038/s41377-018-0050-9
of Imaging, 2022, vol. 8, no. 3, pp. 74. https://doi.org/10.3390/ jimaging8030074
31. Kumar V., Shakher C. Study of heat dissipation process from heat sink using lensless Fourier transform digital holographic interferometry. Applied Optics, 2015, vol. 54, no. 6, pp. 1257-1266. https://doi. org/10.1364/A0.54.001257
32. Belashov A.V., Petrov N.V., Semenova I.V., Vasyutinskii O.S. Digital holographic micro-interferometry of nonradiative transitions in biological specimens. Proceedings of SPIE, 2015, vol. 9529, pp. 95290G. https://doi.org/10.1117/12.2184900
33. Creath K., Schwartz G.E. Dynamic visible interferometric measurement of thermal fields around living biological objects. Proceedings of SPIE, 2004, vol. 5531, pp. 24-31. https://doi. org/10.1117/12.562306
34. Konin Iu.A., Garanin A.I., Perminov A.V. Defectoscopy of optical fibers and preforms by method holographic interferometry. Applied Photonics, 2015, vol. 2, no. 2, pp. 154-165. (in Russian)
35. Prisiazhniuk A.V., Sokolenko B.V., Poletaev D.A., Shostka N.V. Digital holographic testing of the optical fiber at welding area. Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1400, no. 6, pp. 066042. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1400/6Z066042
36. Yamaguchi I., Kato J., Ohta S. Surface shape measurement by phase-shifting digital holography. Optical Review, 2001, vol. 8, no. 2, pp. 85-89. https://doi.org/10.1007/s10043-001-0085-6
37. Yamaguchi I., Ohta S., Kato J. Surface contouring by phase-shifting digital holography. Optics and Lasers in Engineering, 2001, vol. 36, no. 5, pp. 417-428. https://doi.org/10.1016/s0143-8166(01)00069-0
38. Dong J., Jia S., Jiang C. Surface shape measurement by multiillumination lensless Fourier transform digital holographic interferometry. Optics Communications, 2017, vol. 402, pp. 91-96. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2017.05.051
39. Belashov A.V., Petrov N.V. Improvement of rough surfaces height map reconstruction accuracy in tilt angle illumination digital holography. Optical Engineering, 2020, vol. 59, no. 10, pp. 102414. https://doi.org/10.1117/Loe.59.10.102414
40. Katkovnik V., Shevkunov I., Petrov N.V., Egiazarian K. Multiwavelength surface contouring from phase-coded noisy diffraction patterns: wavelength-division optical setup. Optical Engineering, 2018, vol. 57, no. 8, pp. 085105. https://doi. org/10.1117/1.oe.57.8.085105
41. Verrier N., Alloul L., Gross M. Vibration of low amplitude imaged in amplitude and phase by sideband versus carrier correlation digital holography. Optics Letters, 2015, vol. 40, no. 3, pp. 411-414. https:// doi.org/10.1364/ol.40.000411
42. Tychinskii V.P. Coherent phase microscopy of intracellular processes. Physics-Uspekhi, 2001, vol. 44, no. 6, pp. 617-629. https://doi. org/10.1070/pu2001v044n06abeh000841
43. Belashov A.V., Zhikhoreva A.A., Belyaeva T.N., Kornilova E.S., Petrov N.V., Salova A.V., Semenova I.V., Vasyutinskii O.S. Digital holographic microscopy in label-free analysis of cultured cells' response to photodynamic treatment. Optics Letters, 2016, vol. 41, no. 21, pp. 5035. https://doi.org/10.1364/ol.41.005035
44. Hu Y., Zuo C., Sun J., Chen Q., Zhang Y. A compact and lensless digital holographic microscope setup. Proceedings of SPIE, 2015, vol. 9524, pp. 952426. https://doi.org/10.1117/12.2189634
45. Popescu G. Quantitative Phase Imaging of Cells and Tissues. First edition. New York, McGraw-Hill Education, 2011, 384 p.
46. Montresor S., Picart P. Quantitative appraisal for noise reduction in digital holographic phase imaging. Optics Express, 2016, vol. 24, no. 13, pp. 14322. https://doi.org/10.1364/oe.24.014322
47. Katkovnik V., Shevkunov I.A., Petrov N.V., Egiazarian K. Wavefront reconstruction in digital off-axis holography via sparse coding of amplitude and absolute phase. Optics Letters, 2015, vol. 40, no. 10, pp. 2417-2420. https://doi.org/10.1364/ol.40.002417
48. Katkovnik V., Shevkunov I., Petrov N.V., Egiazarian K. High-accuracy off-axis wavefront reconstruction from noisy data: local least square with multiple adaptive windows. Optics Express, 2016, vol. 24, no. 22, pp. 25068. https://doi.org/10.1364/oe.24.025068
49. Belashov A.V., Petrov N.V., Semenova I.V. Digital off-axis holographic interferometry with simulated wavefront. Optics Express, 2014, vol. 22, no. 23, pp. 28363-28376. https://doi.org/10.1364/ oe.22.028363
50. Bianco V., Memmolo P., Leo M., Montresor S., Distante C., Paturzo M., Picart P., Javidi B., Ferraro P. Strategies for reducing speckle noise in digital holography. Light: Science & Applications, 2018, vol. 7, no. 1, pp. 1-16. https://doi.org/10.1038/s41377-018-0050-9
51. Choi K., Joo K.-I., Lee T.-H., Kim H.-R., Yim J., Do H., Min S.-W. Compact self-interference incoherent digital holographic camera system with real-time operation // Optics Express. 2019. V. 27. N 4. P. 4818. https://doi.org/10.1364/oe.27.004818
52. Rosen J., Vijayakumar A., Kumar M., Rai M.R., Kelner R., Kashter Y., Bulbul A., Mukherjee S. Recent advances in self-interference incoherent digital holography // Advances in Optics and Photonics. 2019. V. 11. N 1. P. 1-66. https://doi.org/10.1364/ aop.11.000001
53. DeMars L.A., Mikula-Zdankowska M., Falaggis K., Porras-Aguilar R. Single-shot phase calibration of a spatial light modulator using geometric phase interferometry // Applied Optics. 2020. V. 59. N 13. P. D125-D130. https://doi.org/10.1364/ao.383610
54. Hong J., Kim M.K. Single-shot self-interference incoherent digital holography using off-axis configuration // Optics Letters. 2013. V. 38. N 23. P. 5196. https://doi.org/10.1364/ol.38.005196
55. Nguyen C.M., Muhammad D., Kwon H.-S. Spatially incoherent common-path off-axis color digital holography // Applied Optics. 2018. V. 57. N 6. P. 1504. https://doi.org/10.1364/ao.57.001504
56. Quan X., Matoba O., Awatsuji Y. Single-shot incoherent digital holography using a dual-focusing lens with diffraction gratings // Optics Letters. 2017. V. 42. N 3. P. 383. https://doi.org/10.1364/ ol.42.000383
57. Nguyen T.H., Edwards C., Goddard L.L., Popescu G. Quantitative phase imaging with partially coherent illumination // Optics Letters. 2014. V. 39. N 19. P. 5511. https://doi.org/10.1364/ol.39.005511
58. Kumar M., Matoba O., Quan X., Rajput S.K., Awatsuji Y., Tamada Y. Single-shot common-path off-axis digital holography: applications in bioimaging and optical metrology [Invited] // Applied Optics. 2021. V. 60. N 4. P. A195. https://doi.org/10.1364/ao.404208
59. Bouchal P., Strbkova L., Dostal Z., Chmelik R., Bouchal Z. Geometric-phase microscopy for quantitative phase imaging of isotropic, birefringent and space-variant polarization samples // Scientific Reports. 2019. V. 9. N 1. P. 1-11. https://doi.org/10.1038/ s41598-019-40441-9
60. Mico V., Zalevsky Z., Garcia J. Common-path phase-shifting digital holographic microscopy: A way to quantitative phase imaging and superresolution // Optics Communications. 2008. V. 281. N 17. P. 4273-4281. https://doi.org/10.1016Zj.optcom.2008.04.079
61. Hong J., Kim M. Overview of techniques applicable to self-interference incoherent digital holography // Journal of the European Optical Society: Rapid Publications. 2013. V. 8. P. 13077. https://doi. org/10.2971/jeos.2013.13077
62. Kim M.K. Incoherent digital holographic adaptive optics // Applied Optics. 2013. V. 52. N 1. P. A117-A130. https://doi.org/10.1364/ ao.52.00a117
63. Shevkunov I., Petrov N.V. Phase retardation analysis in a rotated plane-parallel plate for phase-shifting digital holography // Journal of Imaging. 2022. V. 8. N 4. P. 87. https://doi.org/10.3390/ jimaging8040087
64. Awatsuji Y., Sasada M., Kubota T. Parallel quasi-phase-shifting digital holography // Applied Physics Letters. 2004. V. 85. N 6. P. 10691071. https://doi.org/10.1063/L1777796
65. Chernykh A.V., Ezerskii A.S., Georgieva A.O., Petrov N.V. Study on object wavefront sensing in parallel phase-shifting camera with geometric phase lens // Proceedings of SPIE. 2021. V. 11898. P. 118980X. https://doi.org/10.1117/12.2602841
66. Chernykh A.V., Georgieva A.O., Ezerskii A.S., Petrov N.V. Simple self-interference microscope design with geometric phase lens and polarization camera // Proc. of the Frontiers in Optics + Laser Science. 2021. P. JW7A.118. https://doi.org/10.1364/FIO.2021.JW7A.118
67. Godden T.M., Muniz-Piniella A., Claverley J.D., Yacoot A., Humphry M.J. Phase calibration target for quantitative phase imaging with ptychography // Optics Express. 2016. V. 24. N 7. P. 7679. https://doi.org/10.1364/oe.24.007679
68. Shevkunov I., Georgieva A., Belashov A., Petrov N.V. Ptychography with DMD-based complex-valued probe // Proc. of the OSA Imaging and Applied Optics Congress (3D, COSI, DH, ISA, pcAOP). 2021. P. DM6C.6. https://doi.org/10.1364/DH.2021.DM6C6
69. Choi K., Yim J., Min S.-W. Achromatic phase shifting self-interference incoherent digital holography using linear polarizer and geometric phase lens // Optics Express. 2018. V. 26. N 13. P. 1621216225. https://doi.org/10.1364/oe.26.016212
70. Wolley O., Mekhail S., Moreau P.-A., Gregory T., Gibson G., Leuchs G., Padgett M.J. Imaging below the camera noise floor with
51. Choi K., Joo K.-I., Lee T.-H., Kim H.-R., Yim J., Do H., Min S.-W. Compact self-interference incoherent digital holographic camera system with real-time operation. Optics Express, 2019, vol. 27, no. 4, pp. 4818. https://doi.org/10.1364/oe.27.004818
52. Rosen J., Vijayakumar A., Kumar M., Rai M.R., Kelner R., Kashter Y., Bulbul A., Mukherjee S. Recent advances in self-interference incoherent digital holography. Advances in Optics and Photonics, 2019, vol. 11, no. 1, pp. 1-66. https://doi.org/10.1364/ aop.11.000001
53. DeMars L.A., Mikula-Zdankowska M., Falaggis K., Porras-Aguilar R. Single-shot phase calibration of a spatial light modulator using geometric phase interferometry. Applied Optics, 2020, vol. 59, no. 13, pp. D125-D130. https://doi.org/10.1364/ao.383610
54. Hong J., Kim M.K. Single-shot self-interference incoherent digital holography using off-axis configuration. Optics Letters, 2013, vol. 38, no. 23, pp. 5196. https://doi.org/10.1364/ol.38.005196
55. Nguyen C.M., Muhammad D., Kwon H.-S. Spatially incoherent common-path off-axis color digital holography. Applied Optics, 2018, vol. 57, no. 6, pp. 1504. https://doi.org/10.1364/ao.57.001504
56. Quan X., Matoba O., Awatsuji Y. Single-shot incoherent digital holography using a dual-focusing lens with diffraction gratings. Optics Letters, 2017, vol. 42, no. 3, pp. 383. https://doi.org/10.1364/ ol.42.000383
57. Nguyen T.H., Edwards C., Goddard L.L., Popescu G. Quantitative phase imaging with partially coherent illumination. Optics Letters, 2014, vol. 39, no. 19, pp. 5511. https://doi.org/10.1364/ol.39.005511
58. Kumar M., Matoba O., Quan X., Rajput S.K., Awatsuji Y., Tamada Y. Single-shot common-path off-axis digital holography: applications in bioimaging and optical metrology [Invited]. Applied Optics, 2021, vol. 60, no. 4, pp. A195. https://doi.org/10.1364/ao.404208
59. Bouchal P., Strbkova L., Dostal Z., Chmelik R., Bouchal Z. Geometric-phase microscopy for quantitative phase imaging of isotropic, birefringent and space-variant polarization samples. Scientific Reports, 2019, vol. 9, no. 1, pp. 1-11. https://doi. org/10.1038/s41598-019-40441-9
60. Mico V., Zalevsky Z., Garcia J. Common-path phase-shifting digital holographic microscopy: A way to quantitative phase imaging and superresolution. Optics Communications, 2008, vol. 281, no. 17, pp. 4273-4281. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2008.04.079
61. Hong J., Kim M. Overview of techniques applicable to self-interference incoherent digital holography. Journal of the European Optical Society: Rapid Publications, 2013, vol. 8, pp. 13077. https:// doi.org/10.2971/jeos.2013.13077
62. Kim M.K. Incoherent digital holographic adaptive optics. Applied Optics, 2013, vol. 52, no. 1, pp. A117-A130. https://doi.org/10.1364/ ao.52.00a117
63. Shevkunov I., Petrov N.V. Phase retardation analysis in a rotated plane-parallel plate for phase-shifting digital holography. Journal of Imaging, 2022, vol. 8, no. 4, pp. 87. https://doi.org/10.3390/ jimaging8040087
64. Awatsuji Y., Sasada M., Kubota T. Parallel quasi-phase-shifting digital holography. Applied Physics Letters, 2004, vol. 85, no. 6, pp. 10691071. https://doi.org/10.1063/L1777796
65. Chernykh A.V., Ezerskii A.S., Georgieva A.O., Petrov N.V. Study on object wavefront sensing in parallel phase-shifting camera with geometric phase lens. Proceedings of SPIE, 2021, vol. 11898, pp. 118980X. https://doi.org/10.1117/12.2602841
66. Chernykh A.V., Georgieva A.O., Ezerskii A.S., Petrov N.V. Simple self-interference microscope design with geometric phase lens and polarization camera. Proc. of the Frontiers in Optics + Laser Science, 2021, pp. JW7A.118. https://doi.org/10.1364/FIO.2021. JW7A.118
67. Godden T.M., Muniz-Piniella A., Claverley J.D., Yacoot A., Humphry M.J. Phase calibration target for quantitative phase imaging with ptychography. Optics Express, 2016, vol. 24, no. 7, pp. 7679. https://doi.org/10.1364/oe.24.007679
68. Shevkunov I., Georgieva A., Belashov A., Petrov N.V. Ptychography with DMD-based complex-valued probe. Proc. of the OSA Imaging and Applied Optics Congress (3D, COSI, DH, ISA, pcAOP), 2021, pp. DM6C.6. https://doi.org/10.1364/DH.2021.DM6C.6
69. Choi K., Yim J., Min S.-W. Achromatic phase shifting self-interference incoherent digital holography using linear polarizer and geometric phase lens. Optics Express, 2018, vol. 26, no. 13, pp. 16212-16225. https://doi.org/10.1364/oe.26.016212
70. Wolley O., Mekhail S., Moreau P.-A., Gregory T., Gibson G., Leuchs G., Padgett M.J. Imaging below the camera noise floor with
a homodyne microscope // arXiv. 2022. arXiv:2208.04898. https:// doi.org/10.48550/arXiv. 2208.04898
71. Mikhail Polyanskiy. RefractiveIndex.INFO website [Электронный ресурс]. URL: https://refractiveindex.info/ (дата обращения: 10.05.2008).
72. Georgieva A.O., Belashov A.V., Petrov N.V. Complex wavefront manipulation and holographic correction based on digital micromirror device: a study of spatial resolution and discretisation // Proceedings of SPIE. 2020. V. 11294. P. 112940B. https://doi. org/10.1117/12.2547702
73. Georgieva A., Belashov A.V., Petrov N.V. Optimization of DMD-based independent amplitude and phase modulation by analysis of target complex wavefront // Scientific Reports. 2022. V. 12. N 1. P. 7754. https://doi.org/10.1038/s41598-022-11443-x
74. Georgieva A., Ezerskii A., Chernykh A., Petrov N. Numerical displacement of target wavefront formation plane with DMD-based modulation and geometric phase holographic registration system // Atmospheric and Oceanic Optics. 2022. V. 35. N 3. P. 258-265. https://doi.org/10.1134/s1024856022030034
75. Khonina S.N., Khorin P.A., Serafimovich P.G., Dzyuba A.P., Georgieva A.O., Petrov N.V. Analysis of the wavefront aberrations based on neural networks processing of the interferograms with a conical reference beam // Applied Physics B. 2022. V. 128. N 3. P. 60. https://doi.org/10.1007/s00340-022-07778-y
76. Khorin P.A., Serafimovich P.G., Dzyuba A.P., Georgieva A.O., Petrov N.V., Khonina S.N. Comparing of linear and conical interferograms for wavefront aberrations analysis based on neural networks // Proceedings of SPIE. 2022. V. 12295. P. 122950Q. https:// doi.org/10.1117/12.2630978
77. Linarès-Loyez J., Ferreira J.S., Rossier O., Lounis B., Giannone G., Groc L., Cognet L., Bon P. Self-interference (SELFI) microscopy for live super-resolution imaging and single particle tracking in 3D // Frontiers in Physics. 2019. V. 7. P. 68. https://doi.org/10.3389/ fphy. 2019.00068
78. Егорова Д.А., Куликов А.В., Мухтубаев А.Б. Метод и технология доставки оптического излучения к биологическим микрообъектам // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2017. Т. 17. № 5. С. 775-781. https://doi. org/10.17586/2226-1494-2017-17-5-775-781
a homodyne microscope. arXiv, 2022, arXiv:2208.04898. https://doi. org/10.48550/arXiv.2208.04898
71. Mikhail Polyanskiy. RefractiveIndex.INFO website. Available at: https://refractiveindex.info/ (accessed: 10.05.2008).
72. Georgieva A.O., Belashov A.V., Petrov N.V. Complex wavefront manipulation and holographic correction based on digital micromirror device: a study of spatial resolution and discretization. Proceedings of SPIE, 2020, vol. 11294, pp. 112940B. https://doi. org/10.1117/12.2547702
73. Georgieva A., Belashov A.V., Petrov N.V. Optimization of DMD-based independent amplitude and phase modulation by analysis of target complex wavefront. Scientific Reports, 2022, vol. 12, no. 1, pp. 7754. https://doi.org/10.1038/s41598-022-11443-x
74. Georgieva A., Ezerskii A., Chernykh A., Petrov N. Numerical displacement of target wavefront formation plane with DMD-based modulation and geometric phase holographic registration system. Atmospheric and Oceanic Optics, 2022, vol. 35, no. 3, pp. 258-265. https://doi.org/10.1134/s1024856022030034
75. Khonina S.N., Khorin P.A., Serafimovich P.G., Dzyuba A.P., Georgieva A.O., Petrov N.V. Analysis of the wavefront aberrations based on neural networks processing of the interferograms with a conical reference beam. Applied Physics B, 2022, vol. 128, no. 3, pp. 60. https://doi.org/10.1007/s00340-022-07778-y
76. Khorin P.A., Serafimovich P.G., Dzyuba A.P., Georgieva A.O., Petrov N.V., Khonina S.N. Comparing of linear and conical interferograms for wavefront aberrations analysis based on neural networks. Proceedings of SPIE, 2022, vol. 12295, pp. 122950Q. https://doi.org/10.1117/12.2630978
77. Linarès-Loyez J., Ferreira J.S., Rossier O., Lounis B., Giannone G., Groc L., Cognet L., Bon P. Self-interference (SELFI) microscopy for live super-resolution imaging and single particle tracking in 3D. Frontiers in Physics, 2019, vol. 7, pp. 68. https://doi.org/10.3389/ fphy.2019.00068
78. Egorova D.A., Kulikov A.V., Mukhtubaev A.B. Method and technology of delivering optical radiation to biological micro-objects. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics, 2017, vol. 17, no. 5, pp. 775-781. (in Russian). https://doi.org/10.17586/2226-1494-2017-17-5-775-781
Авторы
Езерский Алексей Сергеевич — студент, Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 197101, Российская Федерация, 57360559400, https://orcid.org/0000-0002-3385-5123, [email protected] Герасимов Константин Андреевич — студент, Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 197101, Российская Федерация, https://orcid. о^/0000-0002-9498-595Х, [email protected]
Мисюра Арина Александровна — студент, Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 197101, Российская Федерация, https://orcid. о^/0000-0002-2663-5085, [email protected]
Authors
Aleksei S. Ezerskii — Student, ITMO University, Saint Petersburg, 197101, Russian Federation, gQ 57360559400, https://orcid.org/0000-0002-3385-5123, [email protected]
Konstantin A. Gerasimov — Student, ITMO University, Saint Petersburg, 197101, Russian Federation, https://orcid.org/0000-0002-9498-595X, [email protected]
Arina A. Misura — Student, ITMO University, Saint Petersburg, 197101, Russian Federation, https://orcid.org/0000-0002-2663-5085, [email protected]
Статья поступила в редакцию 19.12.2022 Одобрена после рецензирования 21.02.2023 Принята к печати 31.03.2023
Received 19.12.2022
Approved after reviewing 21.02.2023
Accepted 31.03.2023
© 0®
Работа доступна по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial»
