Calculation of scalar optical diffraction field from its distributed samples over the space
Uzayda dağılmış örneklerden skalar optik kırınım alanı hesaplanması
- Tez No: 268070
- Danışmanlar: PROF. DR. LEVENT ONURAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 178
Özet
Üç boyutlu görüntüleme tekniği olan holografi, üç boyut algısını başarıyla sağlar.Bu görüntüleme tekniği, nesneden gelen bilgi taşıyan optik dalgaların tıpkısınınüretilmesine dayanır. Bu yüzden, sayısal holografide nesne kırınım desenininhesaplanması önemlidir. Nesnenin optik yönden aynen geri çatılabilmesi için,nesne tarafından üretilen kırınım deseninin doğru olarak hesaplanması gerekmektedir.Litaretürde, nesneden yayılan kırınım deseninin hesaplanmasındanesneyi oluşturan temel parçalardan yayılan kırınım desenlerinin toplanmasıyaygın olarak kullanılan bir yaklaşımdır; bu tür yöntemler ?kaynak modeli?yaklaşımı olarak adlandırılabilir ve bu yöntemlerle hesaplanan alanlar tüm uzaydakigerçek alandan farklı olabilir. Bu çalışmada, nesneden yayılan kırınımdeseninin doğru olarak hesaplamasını sağlayan dört algoritma önerdik. Buönerilen algoritmalar ?alan modeli? yaklaşımı olarak adlandırılabilir. İlk algoritma,kırınım alanının, düzlemsel dalgaların nesnenin yüzeyini belirleyen manifoltüzerindeki kesitini işlevlere ayrıştırılmasına dayanmaktadır. İkinci algoritma,verilen kırınım deseni örnekleri ile enine bir düzlem üzerindeki kırınım deseniarasındaki ilişkiyi veren sistem matrisinin yaklaşık tersinin alınmasına dayanır.Üçüncü ve dördüncü algoritmalar yinelemeli yöntemlerdir. Üçüncü algoritmadakırınım deseni dışbükey kümeleri üzerine izdüşüm metoduyla hesaplanmaktadır.Dördüncü algoritmada, sistem matrisinin yakaşık tersinin alınması eşlenik eğim(conjugate gradient) yöntemi ile hesaplanır. Verilen kırınım deseni örneklerininsayısı yeterli ve bu örneklerin yerleri uygun ise önerilen algoritmalar uzaydakigerçek kırınım desenini verir. Gerçek kırınım desenini hesaplayabilmek için,verilen örnek sayısının tüm uzaydaki kırınım desenini oluşturan düzlem dalgalarınsayısından fazla olması gerekmektedir. Verilen örneklerin birbirleriylebağımlılıkları çözümü etkilemektedir. Örneklerin manifolt üzerinden rastgelealınması örneklerin birbirleriyle bağımlılıklarını azaltmaktadır. Yinelemeli algoritmalar,verilen örnek sayısı tüm uzaydaki kırınım desenini oluşturan düzlemdalgaların sayısından en az 1.4 kat fazla olduğunda diğer algoritmalara görekırınım alanı hesabını daha kolay yapar.
Özet (Çeviri)
As a three-dimensional viewing technique, holographyprovides successful three-dimensional perceptions. The technique isbased on duplication of the information carrying optical waves whichcome from an object. Therefore, calculation of the diffraction fielddue to the object is an important process in digital holography. Tohave the exact reconstruction of the object, the exact diffractionfield created by the object has to be calculated. In the literature,one of the commonly used approach in calculation of the diffractionfield due to an object is to superpose the fields created by theelementary building blocks of the object; such procedures may becalled as the ``source model“ approach and such a computed field canbe different from the exact field over the entire space. In thiswork, we propose four algorithms to calculate the exact diffractionfield due to an object. These proposed algorithms may be called asthe ``field model”approach. In the first algorithm, the diffractionfield given over the manifold, which defines the surface of theobject, is decomposed onto a function set derived from propagatingplane waves. Second algorithm is based on pseudo inversion of thesystem matrix which gives the relation between the given fieldsamples and the field over a transversal plane. Third and fourthalgorithms are iterative methods. In the third algorithm,diffraction field is calculated by a projection method onto convexsets. In the fourth algorithm, pseudo inversion of the system matrixis computed by conjugate gradient method. Depending on the numberand the locations of the given samples, the proposed algorithmsprovide the exact field solution over the entire space. To computethe exact field, the number of given samples has to be larger thanthe number of plane waves that forms the diffraction field over theentire space. The solution is affected by the dependencies betweenthe given samples. To decrease the dependencies between the givensamples, the samples over the manifold may be taken randomly.Iterative algorithms outperforms the rest of them in terms ofcomputational complexity when the number of given samples are largerthan 1.4 times the number of plane waves forming the diffractionfield over the entire space.
Benzer Tezler
- Local signal decomposition based methods for the calculation of three-dimensional scalar optical diffraction field due to a field given on a curved surface
Eğri bir yüzey üzerinde verilen alana karşılık gelen üç boyutlu skalar optik alanın hesaplanması için lokal sinyal ayrıştırma tabanlı yöntemler
ERDEM ŞAHİN
Doktora
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT ONURAL
- Computation of holographic patterns between tilted planes
Eğimli düzlemler arasında holografik desen hesaplanması
GÖKHAN BORA ESMER
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT ONURAL
- Derin çekme saclarında derin çekilebilirlik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of formability characteristics on steel sheets
TANSU GÜNDÜ
- Arama sorguları üzerinde görev tabanlı kümeleme
Task-based clustering on search queries
ALMILA SELCEN AKGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF YASLAN
- Exploiting optimal supports in enhanced multivariance products representation for lossy compression of hyperspectral images
Hiperspektral görüntülerin çokdeğişkenliliği yükseltilmiş çarpımlar gösterilimi destek vektörlerinin optimize edilerek kayıplı sıkıştırılması
MUHAMMED ENİS ŞEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Matematikİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜHA TUNA