Benchmarks for Phase Retrieval Methods

• Applicant: Professor Dr. Wolfgang Osten
• Subject Area: Measurement Systems
• Term: from 2012 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 214617625

In einer Reihe wissenschaftlicher Disziplinen, insbesondere dort, wo bildgebenden Prinzipien eine tragende Rolle spielen (z. B.: Mikroskopie, optische Messtechnik, Astronomie), ist es notwendig, Amplitude und Phase einer Wellenfront zu registrieren. Detektoren, wie fotografische Filme, CCD-Kameras oder das Auge, sind aber phasenblind. Die Holographie ermöglicht es, diese Phasenblindheit durch Interferenz der Wellenfront mit einer Referenzwelle zu überwinden. Das Konfigurieren einer separaten Referenz bringt jedoch insbesondere dann zusätzliche Probleme, wenn das Licht geringe Kohärenz besitzt. Zur Zeit werden verschiedene Ansätze zur direkten Rekonstruktion der Phase einer Wellenfront aus der Intensität ohne Verwendung eines Referenzstrahls untersucht. Inhalt dieses Projektes ist die Durchführung einer rigorosen Analyse der aktuellen Ansätze mit dem Ziel, Richtlinien zu erarbeiten, die die Auswahl des optimalen Phase-Retrieval-Verfahrens für eine gegebene Anwendung unterstützen. Basis für die Erarbeitung dieser Richtlinien sind Benchmarks mit sowohl allgemeiner als auch anwendungsspezifischer Ausrichtung. Im ersten Teil des Projektes werden verschiedene Phase Retrieval-Verfahren durch Simulation untersucht. Im zweiten Teil werden Experimente mit standardisierten Referenzobjekten durchgeführt. Die Ergebnisse der Experimente werden mit der Simulation und, wo möglich, den theoretischen Modellen verglichen. Die Unsicherheit der Phasen-Bestimmung wird nach den anerkannten Leitfäden zur Angabe der Unsicherheit beim Messen (GUM), bestimmt.

• DFG Programme: Research Grants