"ภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกในการทำงานหลายอย่าง" ของ CGH: เหตุใดจึงมีแสงหลงทาง เพื่อทำความเข้าใจ "ความถี่พาหะ" เราต้องเข้าใจสมมติฐานก่อน: CGH เองก็เป็นองค์ประกอบทางแสงแบบเลี้ยวเบน เมื่อคุณฉายลำแสงไปที่ CGH มันจะไม่สร้างลำดับการเลี้ยวเบนตามที่ต้องการเท่านั้น เนื่องจากกฎพื้นฐานของทัศนศาสตร์ทางกายภาพ มันจะสร้าง "โคลน" หลายรายการพร้อมกัน: ลำดับ +1 (สัญญาณเป้าหมาย) ที่คุณต้องการ, ลำดับที่ 0 ที่ผ่านไปในแนวตรงโดยไม่มีการเลี้ยวเบน, ลำดับ -1 ที่เบี่ยงเบนไปอีกด้านหนึ่ง และลำดับที่สูงกว่า...
รูปที่ 1 แสงที่มีลำดับการเลี้ยวเบนต่างกัน (สีน้ำเงินแสดงถึงลำดับ +1 ที่เหลือเป็นแสงเล็ดลอด)
ในการออกแบบที่สมบูรณ์แบบ มีเพียงไฟลำดับ +1 เท่านั้นที่นำข้อมูลเกี่ยวกับพื้นผิวที่วัดกลับไปยังอินเทอร์เฟอโรมิเตอร์ อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง ลำดับ "ปรสิต" ลำดับที่ 0 และ -1 ยังเดินไปอย่างไร้จุดหมายในเส้นทางแสง เมื่อพวกเขาเข้าสู่เส้นทางแสงของการวัด พวกมันจะสร้างการรบกวนของแสงเล็ดลอด ผลลัพธ์ที่ได้คือความเปรียบต่างที่ลดลงในขอบสัญญาณรบกวน ขอบที่เบลอ และบางครั้งแม้แต่การซ้อนทับของข้อมูลเฟสเท็จ กล่าวโดยสรุป ขอบภาพเบลอมักไม่ได้เกิดจากแสงที่น้อย แต่เกิดจากจุดรบกวนที่มากเกินไป "ความถี่ของผู้ให้บริการ" คืออะไร? การแนะนำความถี่พาหะคือการแก้ไขข้อขัดแย้ง "สัญญาณและเสียงรบกวน" เราสามารถจินตนาการถึงการกระจายเฟสของ CGH ในรูปแบบไดอะแกรมโค้ดที่บันทึก "ข้อมูลรูปร่างของพื้นผิวที่วัดได้" "ความถี่ของพาหะ" คือปัจจัยการเอียงหรือการพร่ามัวเพิ่มเติมที่ซ้อนทับกับข้อมูลที่เข้ารหัสนี้ การดำเนินการนี้ฟังดูเป็นนามธรรม แต่จุดประสงค์ของมันบริสุทธิ์มาก นั่นคือเพื่อให้สัญญาณเป้าหมายที่เป็นประโยชน์แก่ "ห้องใหม่" ในโดเมนความถี่เชิงพื้นที่ เดิมที สัญญาณเป้าหมายและไฟสัญญาณลำดับที่ 0 และ -1 ที่ไร้ประโยชน์เหล่านั้นถูกอัดแน่นเข้าด้วยกันและเข้าไปพัวพันกับสเปกตรัมความถี่ ไม่ว่าคุณจะบล็อกมันในเชิงพื้นที่อย่างไร คุณก็ไม่สามารถบล็อกมันได้อย่างสมบูรณ์ แต่เมื่อความถี่พาหะถูกวางทับบนสัญญาณเป้าหมาย สเปกตรัมของความถี่นั้นจะถูก "เลื่อน" ไปยังช่วงความถี่ที่สูงขึ้น ซึ่งจะสร้างระยะห่างจากสัญญาณรบกวนที่อยู่นิ่ง นี่เหมือนกับอยู่ในงานปาร์ตี้ที่มีเสียงดัง โดยที่คุณและเพื่อนๆ ต่างกลบเสียงรบกวนและไม่ได้ยินเสียงกันและกัน แต่ความถี่ของผู้ให้บริการก็เหมือนกับการให้โทนเสียงความถี่สูงเฉพาะเจาะจงแก่คุณและเพื่อนของคุณ คุณสองคนเปลี่ยนไปใช้โทนเสียงนี้ซึ่งไม่มีใครใช้ในการสื่อสาร และเสียงความถี่ต่ำโดยรอบจะกลายเป็นพื้นหลังที่สามารถกรองได้ทันที
รูปที่ 2 การแยกลำดับตามความถี่พาหะแบบเอียง
รูปที่ 3 การแยกระดับด้วยความถี่พาหะพร่ามัว
เมื่อสัญญาณรบกวนและสัญญาณเป้าหมายถูกแยกออกจากกันในสเปกตรัม การกรองเชิงพื้นที่ตามมาสามารถ "กันแสงที่เล็ดลอดออกไป" ได้อย่างหมดจดและมีประสิทธิภาพ ศิลปะแห่งการกรอง: ยิ่งไม่แข็งแกร่งเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น แต่ถูกต้อง นี่คือศิลปะแห่งความสมดุลในการค้นหาช่วงเวลาที่ "ใช่" หากความถี่พาหะต่ำเกินไป สเปกตรัมของการรบกวนและสัญญาณเป้าหมายยังคงทับซ้อนกัน ทำให้เกิดความยุ่งเหยิงที่พันกัน ส่งผลให้การกรองล้มเหลวและขอบเบลอ หากความถี่พาหะสูงเกินไป สเปกตรัมจะถูกแยกออกจากกันอย่างเพียงพอ แต่สิ่งนี้นำไปสู่ความกว้างของเส้นตรงที่แคบมากใน CGH ทำให้เกิดความต้องการที่เข้มงวดอย่างยิ่งในความแม่นยำในการผลิตระดับไมโครนาโน ซึ่งไม่เพียงแต่หมายถึงความยากลำบากในการผลิตที่เพิ่มขึ้นเท่านั้น แต่ยังส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนของ CGH จริงด้วย ในการออกแบบที่สมบูรณ์แบบ พลังงานส่วนใหญ่จะกระจุกตัวอยู่ในลำดับ +1 แต่หากความถี่พาหะสูงเกินไป แม้แต่การเบี่ยงเบนเล็กน้อยในกระบวนการผลิตก็อาจทำให้แสงรั่วไปยังลำดับอื่นๆ ได้ ส่งผลให้ความเข้มของสัญญาณลดลงอย่างมาก ทักษะการออกแบบที่แท้จริงอยู่ที่ไหน? ในการค้นหาว่า "ความถี่พาหะที่มีประสิทธิภาพขั้นต่ำ" การออกแบบที่ดีไม่ได้เกี่ยวกับการสุ่มดึงค่าในซอฟต์แวร์วาดภาพออกมา เป็นการคำนวณอย่างแม่นยำว่าจะลดความถี่พาหะที่ซ้อนทับได้อย่างไร ขณะเดียวกันก็รับประกันการแยกลำดับการเลี้ยวเบนที่รบกวนทั้งหมดอย่างชัดเจน การแยกสารที่สะอาดด้วยความถี่พาหะขนาดเล็กรับประกันทั้งความเปรียบต่างและความคมชัดโดยไม่สร้างแรงกดดันมากเกินไปต่อการผลิตและกระบวนการที่ตามมา คำแนะนำที่เป็นประโยชน์สำหรับผู้ใช้ CGH: ในฐานะผู้ใช้ CGH คุณไม่จำเป็นต้องแก้สมการความถี่พาหะที่ซับซ้อนเหล่านั้นด้วยตนเอง แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าคุณไม่สามารถควบคุมผลการตรวจจับที่แหล่งที่มาได้ หาก CGH ของคุณแสดงขอบที่เบลอ คอนทราสต์ต่ำ หรือมีสัญญาณรบกวนพื้นหลังเป็นประจำในระหว่างการทดสอบ หลังจากตัดปัญหาเส้นทางแสงและสิ่งแวดล้อมออกแล้ว คุณสามารถขอรายงานการวิเคราะห์เชิงปริมาณของการแยกลำดับการเลี้ยวเบนจากผู้ออกแบบหรือซัพพลายเออร์ของ CGH รายงานนี้จะบอกคุณอย่างชัดเจน: ภายใต้การออกแบบความถี่พาหะในปัจจุบัน แต่ละคำสั่งที่รบกวนจะถูกย้ายไปที่ใด ระยะห่างสเปกตรัมจากสัญญาณเป้าหมายคืออะไร และตัวกรองเชิงพื้นที่สามารถปิดกั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่ ด้วยรายงานนี้ คุณสามารถระบุได้ว่าการออกแบบ "การกรอง" ของ CGH มีความน่าเชื่อถือหรือไม่ สุดท้ายนี้ ในการแสวงหาความแม่นยำระดับนาโนเมตรในด้านอินเทอร์เฟอโรเมท ความแตกต่างระหว่าง "การมองเห็นชัดเจน" และ "การมองเห็นไม่ชัดเจน" มักจะอยู่ที่ความชาญฉลาดในการออกแบบเพียงเล็กน้อย ความถี่ของคลื่นพาหะมีบทบาทคล้ายกับช่างเทคนิคการจัดแสงที่ไม่สุภาพในการทดสอบความแม่นยำครั้งใหญ่ โดยไม่ได้กำหนดเนื้อหาของภาพ แต่จะกำหนดความสะอาดของภาพ ครั้งต่อไปที่คุณเห็นอินเทอร์เฟอโรแกรมมาตรฐานที่มีเส้นขอบคมชัดและพื้นหลังสีดำสนิท โปรดจำไว้ว่านี่ไม่ใช่แค่ชัยชนะในด้านความแม่นยำของพื้นผิว แต่ยังเป็นศิลปะที่สวยงามของการกรองความถี่ด้วย
