ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности интерференции спекл-полей из "Голография сфокусированных изображений и спекл-интерферометрии " Здесь Т х) = nx)PJ.x) - распределение света на объекте, представляющее собой амплитудное пропускание (отражение), промодулированное структура поперечных мод А(х) - случайные изменения фазы, вносимые диффузно рассеивающей поверхностью объекта. [c.97] Отметим, что, в силу диффузного рассеяния света объектом, поле в плоскости с1Юклограммы представляет собой совокупность составляющих вида (5.47), характеризуемых определенным набором значений пространственных частот (направлений, под которыми они попадают в плоскость регистрации). Для сокращения записи будем рассматривать здесь пару составляющих зтого пространственного спектра [137]. [c.97] Таким образом, если спеклограмма диффузно рассеивающего объекта регистрируется в плоскости его резкого изображения =0), то различные поперечные моды оказываются локализованными на изображении, и в результате перекрестной интерференции внутри каждой моды на соответствующем участке регистрирующего материала образуется высококонтрастная (в силу сохранения пространственной когерентности на каждом таком участке) спекл-структура. В результате каждая такая структура воспроизводит изображение соответствующего участка объекта, так что при восстановлении наблюдатель видит изображение всего объекта, промо-дулированное (пространственно) структурой поперечных мод лазерного пучка, использовавшегося при регистрации голограммы. [c.99] Если регистрация спеклограммы производится не точно в плоскости резкого изображения, а вблизи нее, то в результате диффузного рассеяния излучения, соответствующего различным модам, освещенность в плоскости регистрации, как показали эксперименты, становится более однородной (заполняются пространбтвенные промежутки между поперечными модами). Поэтому степень (глубина) пространственной модуляции восстановленного изображения объекта становится незначительной. Здесь следует отметить, что возможное частичное перекрытие различных мод не приводит к сколь-ко-нибудь серьезным искажениям - излучение каждой моды образует интерференционную микроструктуру независимо, а отсутствие специально создаваемого опорного пучка позволяет избежать ситуации, когда перекрываются разные моды при суперпозиции опорной и объектной волн. [c.99] В зкспериментах [137] по регистрации спеклограмм, восстанавливающих как квазиосевое, так и внеосевое изображения, модовый состав излучения лазера варьировался в широких пределах с пом(яцью диафрагмы вплоть до полного ее раскрытия. При зтом изменялась только частота пространственной модуляции восстановленного изображения, а глу 1на модуляции (также в пространственном смысле) оставалась практически постоянной, т.е. однородность светового поля в изображении оставалась вполне приемлемой, в том числе для случая получения спекл-интерферо-грамм (рис. 52). На негатив была нанесена непрозрачная риска, которой соответствовала относительная оптическая плотность, равная единице. [c.99] что такой показатель качества изображения, как его однородность, может быть признан приемлемым, поскольку глубина пространственной модуляции изображения не превышает 30 процентов. [c.99] В случае диффузного рассеяния многомодового лазерного пучка, освещающего объект, не пршсходит пространственной модуляции восстановленного изображения в связи с равномерным перемешиванием излучения различных мод по пространству. [c.100] что малая чувствительность спеклограмм к режиму генерации лазера сохраняется и при их двукратной экспозиции, что существенно облегчает реализацию метода спекл-интерферометрии [78-81]. [c.102] Необходимо, однако, подчеркнуть, что в зависимости от выбора способа освещения объекта многомодовым излучением - через диффузный рассеиватель или непосредственно пространственно-неоднородным пучком — достигается различная дифракционная эффективность восстановленного изображения, содержащего спекл-интерферограмму (рис. 53). [c.102] Для измерения дифракционной эффективности были получены внеосевые спеклограммы в соответствии со схемой рис. 41. Узкий лазерный пучок направляется в одну и ту же область спеклограммы так, что в случае, соответствующем получению кривой 1, он не выходит за пределы сечения одной поперечной моды. [c.102] Из рис. 53 следует, что в случае диффузного рассеяния освещающего пучка дифракционная эффективность с ростом количества мод падает значительно быстрее, чем при непосредственном освещении объекта. Этот результат нетрудно объяснить. Действительно, обеспечивая равномерную освещенность в восстановленном изображении, диффузное рассеяние пучка приводит практически к полному перемешиванию поперечных мод. При этом обеспечивается определенная степень пространственной когерентности по всему сечению пучка, но видность картины оказывается невысокой. В отсутствие же рассеивателя степень пространственной когерентности в пределах каждой поперечной моды остается близкой к единице, хотя между собой зти моды некоррелированы. [c.102] Таким образом, в зависимости от условий эксперимента может быть обеспечена либо полная однородность поля, либо высокая дифракционная эффективность при неоднородной освещенности. [c.102] Глубокая общность между голографией и спекл-интерферометрией состоит в том, что при регистрации спеклограммы хотя и теряется (усредняется) фазовая информация, обусловленная рельефом предмета, но сохраняется важная часть фазовой информации, которая позволяет воспроизвести пространственный спектр диффузно рассеивающего предмета, или, иными словами, направления всех составляющих рассеянного предметом поля (см. гл. 5). [c.103] Как показал в одной из своих работ [151] Д. Габор, свойства картины лазерной пятнистости или спекл-картины зависят от способа ее образования. В соответствии с введенной им терминологией спекл-каргану, наблюдаемую или регистрируемую на некотором расстоянии (обычно во френе левской зоне) от диффузно рассеивающей поверхности, называют объективной, а формируемую в плоскости изображения оптической системы -субъективной (рис. 54). Существенное различие между зтими структурами состоит в том, что любая малая область объективной спекл-картины получает излучение от всей рассеивающей поверхности, а такая же область субъективной спекл-картины - от малой области поверхности, что является прямым следствием формирования сфокусированного изображения. [c.103] Поперечные размеры спеклов принято характеризовать полушириной центрального дифракционного пятна, т.е. [c.105] что величины ayid - одного порядка. Первая из них, как подчеркнуто в [169], определяет минимальный размер спеклов, вторая - так называемый характерный размер спеклов. [c.105] Часто в спекл-интерферометрии изображение поверхности объекта регистрируют с увеличением или уменьшением фФ1). Поэтому понятие размера спеклов на поверхности объекта представляет существенный интерес в связи с возможностью управления чувствительностью и диапазоном измерений смещения объекта в зависимости от выбора коэффициента увелуче-ния изображающей системы. [c.106] Таким образом, спеклы в пространстве изображений представляют собой сигарообразные объемы, толщина которых определяется соотношением (6.7), а длина - соотношением (6.13). Оценим размеры такой сигары для типичного случая, положив X = 0,6 мкм, 0 = , flD - 4. Поперечный размер спекла в зтом случае составляет примерно 10 мкм, а продольный -примерно 600 мкм, т.е. продольный размер спекла больше поперечного в 60 раз. [c.106] Вернуться к основной статье