ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Голографическая интерферометрия сфокусированных изображений из "Голография сфокусированных изображений и спекл-интерферометрии " Известен метод гологра рования в многомодовом излучении [115], основанный на точном совмещении пространственной структуры опорного и объектного пучков в плоскости голограммы. Однако возможность практического применения такого метода существенно лимитируется в связи с ограниченностью класса объектов, доступных для гологра рования, и сложностью настройки. Кроме того, зтот метод не позволяет полностью устранить шумовую пространственную модуляцию изображений, связанную с характерной неоднородностью поля многомодового лазерного пучка. [c.45] Будем рассматривать только тот член амплитудной передаточной функции голограммы (совпадающей с 1р х) с точностью до постоянного множиде-ля), который соответствует волне, ответственной за мнимое изображение. [c.47] Фурье-образ функции автокорреляции диффузного рассеивателя представляет собой квазиоднородное пространственное распределение, т.е. [c.48] Здесь предполагается, что при прохождении излучения сквозь диффузный рассеиватель распределение амплитуд в плоскости голограмм усредняется по всем направлениям, соответствующим совокупности опорных углов вг, которая определяется индикатрисой рассеяния диффузора. Через Д(дс) обозначена разность хода, дополнительная к разности хода, обусловленной наклоном оси опорной волны, и включающая случайные изменения фазы, вносимые структурой диффузора. [c.49] Таким образом, диффузное рассеяние опорного пучка, обеспечивающее квазиодно родное распределение излучения всех поперечных мод в плоскости голографирования, позволяет зарегистрировать соответствующий набор пространственных несущих без разрывов и других искажений, обусловленных взаимной некогерентностью различных мод. Вследствие этого восстановленное изображение оказывается свободным от типичных для случая голографирования в многомодовом излучении помех. Наблюдаемое в достаточно широком интервале углов и локализованное в плоскости голограммы восстановленное изображение представляет собой результат суперпозиции множества злементарных изображений, создаваемых дифрагированными световыми волнами различных направлений. При использовании протяженных и полихроматических восстанавливающих источников согласно (2.10) интервал углов, в котором наблюдается сфокусированное изображение, увеличивается, в том числе вследствие дисперсии. Иными словами, наблюдаемая картина есть результат некогерентной суперпозиции всей совокупности спектральных и пространственных составляющих восстанавливающего пучка. [c.50] Геометрические параметры экспериментальной установки подбирались таким о азом, чтобы на объект попадало достаточно большое число поперечных мод. Сфокусированные голограммы регистрировались с единичным увеличением и после фотохимической о аботки отбеливались. Производилась также контрольная регистрация голограмм с нерассеянным опорным пучком (в схеме рис. 21, 5 удален диффузор). Восстановление изображений проводилось в излучении того же лазера и в белом свете лампы накаливания. В случае, когда голограммы сфокусированных изо а-жений регистрировались в многомодовом излучении без диффузного рассеяния опорного пучка, наблюдались искажения восстановленных изображекшй, имеющие вид темных пяген (разрывов), количество и густота которых зависела от числа генерируемых поперечных мод. Однако в отличие от случая регистрации в тех же условиях голограмм Френеля, изменение позиции наблюдателя (смещение точки наблюдения) при реконструкции практически не приводит к изменению конфигурации разрывов в восстановленном изображении - картина привязана к шюскости голограммы сфокусированного изо ажения. [c.51] Фотоснимки реконструированных изображений объекта, соответствующие случаям использования при регистрации диффузно рассеянного (а) и пространственно неоднородного (б) опорных пучков, приведены на рис. 22. Нетрудно убедиться, что диффузное рассеяние опорной волны позволяет практически полностью устранить искажения, характерные для голографической регистрации в многомодовом излучшии лазера, и получить восстановленные изо ажения вполне приемлемого качества. [c.51] Получение голограммы сфокусированного изображения с использованием протяженного опорного источника, как показано вьпие, зквивалентно регистрации совокупности пространственных несущих, частоты которых определяются направлениями падения соответствующих злементарных составляющих опорной волны. Применение в зтом случае многомодового излучения приводит лишь к некоторому увеличению количества таких парциальных несущих. Это обстоятельство удобно пояснить на примере использования излучения, содержащего две поперечные моды (рис. 23). [c.52] Отбеливание голограмм сфокусированных изображений [122],полученных в рассматриваемых условиях, позволяет устранить однородный шумовой фон и тем самым повысить дифракционную эффективность. [c.53] Эксперименты по регистрации сфокусированных голограмм с диффузно рассеянным опорным пучком, проведенные с импульсным рубиновым лазером, работавшим в многомодовом режиме без модуляции добротности и с полностью открытой диафрагмой, подтвердили предположение о возможности достижения значительного энергетического выигрыша и, следовательно, существенного упрощения установки. Голограммы Френеля диффузно отражающего объекта, полученные в излучении этого лазера, формировали восстановленные изображения с существенными искажениями, а использование схемы регистрации сфокусированных голограмм с протяженной опорной волной позволило получить реконструированные изображения практически без искажений. [c.53] Для выданного диффузно отражающего объекта дифракционная зф-фективность сфокусированных голограмм, зарегистрированных в излучении с одной поперечной модой (такой режим имел место при относительном диаметре диафрагмы, равном 0,2), составляла 4,5%. С увеличением относительного диаметра диафрагмы до 0,3 дифракционная зффективность падала до 1,7%, затем, вплоть до полного открывания диафрагмы, плавно уменьшалась до 0,6% (рис. 24). [c.54] Видность ПОЛОС зависит, как известно, от трех факторов степени когерентности интерферирующих пучков l7i2( ) I, угла между направлениями поляризации зтих пучков , отношения их интенсивностей S1. [c.54] Очевидно, что = ст есть оптическая разность хода интерферирующих волн. Нетрудно построить на основании формулы (3.23) график зависимости степени временной когерентности от количества генерируемых мод для разли шых значений разности хода М, [123]. Длину резонатора при этом полагаем постоянной. Такой график, построенный для случая AL = = 0,1/, приведен на рис. 25. [c.55] Таким образом, полученная экспериментально зависимость изменения дифракционной эффективности сфокусированных голограмм, регистрируемых с диффузным рассеянием объектного и опорного пучков, от количества генерируемых мод хорошо согласуется с данными об умшьшении видности (контраста) интерференционных полос вследствие уменьшения степени когерентности. На основе измерения дифракционной эффективности таких голограмм, как легко убедиться, можно получать информацию о значении функции временной когерентности, а также об общем количестве мод (продольных и поперечных) в излучении лазера. [c.56] Вернуться к основной статье