Проектът „Анализ на фазата, амплитудата и сингулярността на динамично спекъл поле за безразрушителен контрол – АНФАС“ е насочен към фундаментални изследвания в областта на спекъл метрологията. Той цели повишаване на качеството и разширяване на възможностите за извличане на информация, кодирана във фазата, амплитудата и сингулярността на разсеяно от индустриални или биологични обекти динамично спекъл поле. Това ще позволи осъществяване на безконтактни измервания на деформации и мониторинг на процеси с паралелен запис на информация, висока чувствителност и обработка в реално време. Отличителна характеристика на проекта е силната взаимосвързаност в теоретичен и експериментален план на предвидените задачи, които ще се изпълняват в три изследователски работни пакета. В областта на фазовия анализ ще се разработят принципите на измерване и ще се изградят две системи за цифрова спекъл интерферометрия, чувствителни към деформации извън равнината на обекта. Те ще се отличават с общ оптичен път на опорния и обектния сноп, като за детектори ще се използват поляризационна и високоскоростна камера.
Предложените оптични решения ще се реализират като две работещи системи, осигурени от софтуер, разработен в рамките на проекта, за извличане на фазата и преобразуването ѝ в деформационно поле, за пространствено и времево разгъване (unwrapping) на фазата, както и за подобряване на резултатите чрез филтриране. Ще се реализира и принципната схема и експериментална реализация на цифрова интерферометрична спекъл система, чувствителна към деформации в равнината на обекта. Очаква се напредък в спекъл метрологията чрез принципна обосновка и изграждане на поляризационна спекъл шиарографска система, снабдена с алгоритъм за извличане на фазата и трансформиране в първа производна на деформационното поле. Създадените системи ще се използват за експериментални изследвания с образци, подложени на динамична деформация (опън, натиск, промяна на температурата и др.).
Анализът на амплитудата включва изследвания в областта на спекъл фотографията чрез разработен лазернен метод за цифрова корелация на спекъл изображения за характеризиране на деформации, както и чрез интензитетно-базиран динамичен спекъл анализ за определяне на скоростта на протичане на процеси. При втория подход ще се разработи ефективен количествен метод, което е нетривиална задача, поради нелинейната връзка между интензитет и времеви радиус на корелация на наблюдавания процес и значителните флуктуации на оценките на скоростта в построената карта на активността. Съществен принос се очаква и в областта на оптичната кохерентна томография, чрез оптимизирана по дълбочина обработка на регистрирания сигнал и подобряване на качеството на извлечените данни.
В областта на анализа на фазовите сингулярности, проектът предвижда усъвършенстване на методите за извличане на пространственото разпределение и динамиката на вортексите на спекъл полето. Ще бъде предложен нов подход за формиране на псевдо-аналитичен сигнал, както и ще се изследват нови области на приложение на този вид анализ.
Съществен момент от изпълнението на проекта е провеждането на анализ на точността на предложените метрологични системи. Ще се проучат източниците на шум (квантуване, дробови шум, вибрации, фоново осветяване, артефакти), както и влиянието на различните параметри на оптичното поле (размер на пиксела, размер и еволюция на спекъла във времето). На тази основа ще се изготвят стратегии за подобряване на точността в разработените експериментални системи. Допълнително ще се създадат база данни и програмен пакет за моделиране на изходни данни в спекъл метрология с фазов амплитуден и сингулярен анализ с цел симулиране на действието на различните спекъл базирани модалности за количествен и качествен безразрушителен контрол. В обобщение, проектът АНФАС ще допринесе за развитието на спекъл метрологията чрез създаване на нови оптични системи, алгоритми и експериментални методи, с потенциал за широки приложения в индустриални и биологични изследвания, както и за създаване на стабилна основа за бъдещи приложни разработки.