ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Нелазерные источники света для записи голограмм и восстановления волнового фронта из "Радужная голография " Общие положения частичной когерентности подробно рассмотрены в книге Борна и Вольфа [4]. Мы приводим здесь некоторые сведения из этой книги без доказательства. [c.7] Схема опыта Юнга с протяженным источником света. [c.7] Степень пространственной когерентности связана с поперечным размером источника, согласно теореме Ван-Циттерта-Цер-нике, посредством преобразования Фурье. Для протяженного источника, содержащего взаимно-некогерентные осцилляторы, излучающие в узкой спектральной полосе Лг, эту теорему можно сформулировать следующим образом когда малый источник освещает две близко расположенные точки, лежащие в плоскости, находящейся на большом расстоянии от источника, степень когерентности комплексных электрических полей в этих двух точках определяется величиной нормированного Фурье-образа распределения интенсивности источника. [c.9] Для случая, когда т = 0, величина уц (0)=(is(Ji , у) представляет собой измереннуго в плоскости ху комплексную степень пространственной (поперечной) когерентности диафрагмированного источника. [c.10] Все эти условия выполнимы на практике спектральную ширину можно сделать достаточно малой, пропустив излучение через узкополосный фильтр. [c.10] Рассмотрим пример. Пусть голографическая установка характеризуется параметрами 6=15 , Л = 0,5 мкм, необходимо, чтобы lns 0,7, тогда из (1.1.5) получаем, что максимально допустимый диаметр диафрагмы 2го —1 мкм. [c.11] При использовании для диафрагмирования теплового источника квазиточечного отверстия диаметром, не превышающим 1 мкм, резко уменьшается полезная мощность излучения (в Ю раз). Это явилось одним из главных препятствий в развитии когерентной голографии с использованием белого света. [c.11] Величину г выразпм че рсз оптическую разность хода AL = = ст, где с — скорость света, а длину когерентности — ALh = th. Для получения голограммы разность хода AL любой пары лучей, идущих от источника до произвольной точки регистрирующей среды, должна быть меньше AL . [c.11] Оценим длину когерентности для конкретных газоразрядных ламп. Одна из наиболее узких линий, испускаемых нелазерны-мн источниками, является оранжевая линия Криптона — 86 Я=60,58 нм. Можно добиться, чтобы доплеровская ширина этой линии не превышала Avd = 4,5-10 Гц. Тогда, согласно (1.1.12), длина когерентности ALh = 0,21 м. [c.13] Большой интенсивностью обладает зеленая линия Я,= 546,1 нм излучения ртутной дуговой лампы высокого давления. Однако ширина этой линии Avi составляет 5-10 Гц (ДА,-- 5,0 нм). Детина когерентности для этой лампы составляет всего Д1н = 8 мкм. Для использования такого излучения в голографии нужно уменьшить ширину линии с помощью фильтра или монохроматора. [c.13] Для безаберрационного восстановления исходного волнового фронта необходимо, чтобы восстанавливающий пучок имел то же направление распространения и тот же радиус кривизны волнового фронта, что и опорный пучок, использовавшийся при получении голограммы. Разрешение изображения, образованного восстановленной волной, ограничивается протяженностью голограммы и когерентными свойствами восстанавливающего пучка. [c.13] Чтобы восстановить изображение с наибольшим возможным разрешением, нужно использовать источник с такой же когерентностью, как при записи голограммы. Однако во многих случаях такое разрешение не требуется. В некоторых случаях, без существенного ухудшения разрешения, на стадии восстановления применяются дуговые лампы или лампы накаливания. [c.13] Рассмотрим влияние когерентности источника на разрешение элементов восстановленного изображения. Для проведения анализа предположим, что имеется реальный источник конечных размеров, обладающий малой пространственной когерентностью, но имеющий очень высокую временную когерентность. [c.13] Пусть голограмма Н освещается находящимся на расстоянии Zt от нее исходным опорным источником R Zr=Zp, х= =Хр, Ух = Ур)- При этом изображение точки предмета П формируется в его исходном положении xi — Xq, У1 = уо, Zi=Zo). [c.14] Для простоты далее ограничимся рассмотрением плоской задачи. [c.15] Таким образом, степень пространственной когерентности излучения восстановленного источника, определяемая его диаметром Аг, устанавливает минимальное разрешаемое на изображении расстояние As. [c.15] Координаты (j of Zo) определяют положение предмета при освещении голограммы исходным опорным источником излучения с длиной волны Xi, положение восетановленного мнимого изображения совпадает с положением предмета (Хц=л о, 2)1 = 2о). При этом Да представляет собой отклонение от координаты изображения, возникающее при восстановлении волнового фронта источником излучения с длиной волны X2=h—ДХ, т. е. изображение точки растягивается до размера Дст, определяемого формулой (1.1.17). [c.16] Кроме того, из (1.1.17) следует, что спектральная ширина источника ДА, также накладывает ограничения на разрешение по глубине изображения Az (в пределах Дг невозможно различать мелкие детали объекта), а также на угол падения 0г опорного луча на голограмму. Если центральное сечение трехмерного изображения совпадает с плоскостью голограммы (2i = 0), а угол мал, то возможно восстановление в белом свете. При этом изображение объекта в некотором объеме вблизи голограммы будет казаться ахроматическим. [c.16] Вернуться к основной статье