Abstract

We have developed a new on-axis digital holographic technique, heterodyne holography. The resolution of this technique is limited mainly by the amount of data recorded on two-dimensional photodetectors, i.e., the number of pixels and their size. We demonstrate that it is possible to increase the resolution linearly with the amount of recorded data by aperture synthesis as done in the radar technique but with an optical holographic field.

© 2001 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. G. O. Reynolds and D. J. Cronin, J. Opt. Soc. Am. 60, 634 (1970).
  2. E. L. Dereniak, Appl. Opt. 12, 487 (1973).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. L. J. Cutrona, in Radar Handbook, M. I. Skolnik, ed. (McGraw-Hill, New York, 1970).
  4. Special Issue on accoustic synthetic aperture processing, IEEE J. Ocean. Eng. 17(1), (1992).
  5. J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).
  6. U. Schnars, J. Opt. Soc. Am. A 11, 2011 (1994).
    [CrossRef]
  7. A. J. Decker, Y.-H. Pao, and P. C. Claspy, Appl. Opt. 17, 917 (1978).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. T. Zhang and I. Yamaguchi, Opt. Lett. 23, 1221 (1998).
    [CrossRef]
  9. F. Le Clerc, L. Collot, and M. Gross, Opt. Lett. 25, 716 (2000).
    [CrossRef]
  10. J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics (McGraw-Hill, San Francisco, Calif., 1968), Chap.  3.
  11. R. Binet, J. Colineau, and J.-C. Lehureau, Rev. Electr. Electron. 2, 31 (2001).

2001 (1)

R. Binet, J. Colineau, and J.-C. Lehureau, Rev. Electr. Electron. 2, 31 (2001).

2000 (1)

1998 (1)

1996 (1)

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

1994 (1)

1992 (1)

Special Issue on accoustic synthetic aperture processing, IEEE J. Ocean. Eng. 17(1), (1992).

1978 (1)

1973 (1)

1970 (1)

Baldwin, J. E.

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

Beckett, M. G.

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

Binet, R.

R. Binet, J. Colineau, and J.-C. Lehureau, Rev. Electr. Electron. 2, 31 (2001).

Boysen, R. C.

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

Burns, D.

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

Buscher, D. F.

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

Claspy, P. C.

Colineau, J.

R. Binet, J. Colineau, and J.-C. Lehureau, Rev. Electr. Electron. 2, 31 (2001).

Collot, L.

Cox, G. C.

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

Cronin, D. J.

Cutrona, L. J.

L. J. Cutrona, in Radar Handbook, M. I. Skolnik, ed. (McGraw-Hill, New York, 1970).

Decker, A. J.

Dereniak, E. L.

Goodman, J. W.

J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics (McGraw-Hill, San Francisco, Calif., 1968), Chap.  3.

Gross, M.

Haniff, C. A.

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

Le Clerc, F.

Lehureau, J.-C.

R. Binet, J. Colineau, and J.-C. Lehureau, Rev. Electr. Electron. 2, 31 (2001).

Mackay, C. D.

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

Nightingale, N. S.

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

Pao, Y.-H.

Reynolds, G. O.

Rogers, J.

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

Scheurer, P. A. G.

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

Schnars, U.

Scott, T. R.

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

Tuthill, P. G.

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

Warner, P. J.

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

Wilson, D. M. A.

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

Wilson, R. W.

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

Yamaguchi, I.

Zhang, T.

Appl. Opt. (2)

Astron. Astrophys. (1)

J. E. Baldwin, M. G. Beckett, R. C. Boysen, D. Burns, D. F. Buscher, G. C. Cox, C. A. Haniff, C. D. Mackay, N. S. Nightingale, J. Rogers, P. A. G. Scheurer, T. R. Scott, P. G. Tuthill, P. J. Warner, D. M. A. Wilson, and R. W. Wilson, Astron. Astrophys. 306, L13 (1996).

IEEE J. Ocean. Eng. (1)

Special Issue on accoustic synthetic aperture processing, IEEE J. Ocean. Eng. 17(1), (1992).

J. Opt. Soc. Am. (1)

J. Opt. Soc. Am. A (1)

Opt. Lett. (2)

Rev. Electr. Electron. (1)

R. Binet, J. Colineau, and J.-C. Lehureau, Rev. Electr. Electron. 2, 31 (2001).

Other (2)

L. J. Cutrona, in Radar Handbook, M. I. Skolnik, ed. (McGraw-Hill, New York, 1970).

J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics (McGraw-Hill, San Francisco, Calif., 1968), Chap.  3.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

Spatial filter system composed of lenses O1 and O2, rectangular spatial filter SF, beam splitter BS and a CCD camera.

Fig. 2
Fig. 2

Heterodyne holography setup with laser L, accousto-optic modulators AOM1 and AOM2, beam expanders BE1 and BE2, objectives O1 and O2, beam splitter BS, a CCD camera, and computer PC.

Fig. 3
Fig. 3

(a), (b), the center of the image of a U.S.  Air Force test target obtained without and with a synthetic aperture, respectively. The reconstruction was performed with 1024×1024 and 4096×1024 pixels, respectively; it corresponds to a 17.2 mm×17 mm image. The viewed zone is 4.03 mm×3.98 mm.

Fig. 4
Fig. 4

Cut in intensity for a 30μm hole in the x and y directions. Points, experimental synthetic-aperture reconstruction; and curves, expected theoretical shapes. Dark filled squares and the solid curve correspond to the x cut; lighter filled circles and the dashed curve correspond to the y cut (synthetic aperture is formed in the x direction).

Equations (3)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

ESFi,j=δXi,YjDSFOf2,zECCDi,j,
Of,zEx,y=-+dx-+dy×expi2πxx+yy/λfEx,y,
ESF=iGjGESFi,j=iGjGδXi,YjDSFOf2,zECCDi,j.

Metrics