Волновой пакет в фазовой проблеме оптики и птихографии

Птихография сегодня представляется наиболее естественным и эффективным методом приближения к дифракционному пределу оптического разрешения. Принципиальная схема птихоскопа не содержит преломляющих или фокусирующих элементов и включает в себя источник когерентного освещения, платформу для перемещения (макроскопического) объекта и приёмник для регистрации прошедшего или отражённого объектом излучения, связанного с компьютером для обработки дифрактограмм. В классической оптике главной задачей при достижении высокого пространственного разрешения являются исправление и исключение аберраций оптических систем, тогда как в птихографии пространственное разрешение зависит главным образом от надёжности регистрации и компьютерной обработки дифрактограмм с большими числовыми апертурами. После краткого введения о истории и современном состоянии птихографии подробно рассматривается метод волнового пакета для расчёта волнового поля на детекторе в дальней зоне и при большой числовой апертуре, позволяющий установить соотношения полей на объекте и детекторе, которые лежат в основе алгоритмов восстановления изображений ePIE (extended Ptychography Iterative Engine), применяющихся на практике. Реализация алгоритмов предполагает выполнение операций с функциями, заданными в определённых доменах (координатных сетках) прямого пространства и фурье-пространства, связанных с объектом и детектором. Размеры и шаги таких сеток жёстко связаны с размерами объекта, его расстоянием до детектора и числовой апертурой. Созданные при выполнении данной работы программы использованы для уточнения пределов применимости параксиального приближения (интеграла Френеля) для расчёта поля на детекторе. Приведены результаты моделирования изображений, полученных методом птихографии.