Дифракционная решетка амплитудная

Амплитудная (а) и фазовая (fi) дифракционные решетки [c.299]

Рассмотрите дифракцию на правильной структуре щелей. Получите формулу для интенсивности света после прохождения амплитудной дифракционной решетки. [c.459]

Как было показано в гл. 1, дифракционная эффективность ДОЭ определяется видом зависимости амплитудного коэффициента пропускания t от эйконала записи дифракционного элемента Фо [см. выражения (1.5) и (1.3)]. Поскольку для анализа эффективности ДОЭ конкретный вид эйконала записи неважен, при иллюстрации полученных результатов будем считать его линейной функцией одной из координат в плоскости ДОЭ Фо == 2я /Г. При таком виде эйконала записи соответствующий дифракционный элемент представляет собой решетку с периодом Т с прямолинейными штрихами, параллельными оси т]. Простая дифракционная решетка — наиболее удобная модель в данном случае. [c.194]

Прошло более десяти лет со дня выхода первой в мировой литературе монографии [25], посвященной электромагнитной теории дифракции волн на решетках. Позже появился еще ряд монографий, посвященных дифракционным свойствам решеток и методам их анализа [6, 50—52, 54, 114]. При этом часть этих исследований была в основном ориентирована на решетки оптического диапазона 150, 52], а другая — на периодические структуры, обладающие свойствами, перспективными к использованию в радиодиапазоне электромагнитных колебаний [6, 50, 51, 54, 114]. В настоящей работе особое внимание уделено развитию результатов, изложенных в [25, 63], и новых свойств, обнаруженных позднее, которые оказались перспективными к применению в радиофизических исследованиях МИЛЛИ- и субмиллиметрового диапазонов, при построении соответствующей метрологической и элементной базы и в дальнейшем — при создании радиотехники милли- и субмиллиметрового диапазонов. Данная книга является как бы единым целым с монографиями [25, 63], вместе они содержат уникальные по полноте и детальности аналитические, графические и численные данные по амплитудно-частотным, поляризационным и другим зависимостям, характеризующим рассеяние волн на дифракционных решетках самых различных профилей и типов. В сумме с работами [25, 63] она позволит завершить определенный этап (изучение физики резонансного стационарного рассеяния волн) в построении общей электродинамической теории решеток. Дальнейшие перспективы исследований в этой области авторы видят в создании спектральной теории решеток, изучении процессов нестационарного рассеяния, более последовательном подходе крещению практически важных задач синтеза, оптимизации и диагностики, нелинейных задач, в расширении возможностей анализа электродинамических характеристик структур с неидеальными и анизотропными включениями [195, 196] и т. п. [c.11]

В простейшем случае, при записи методом бинарных голограмм, фильтр представляет собой дифракционную решетку с переменной шириной и положением штриха. На рис. 7.2, а показан дифференцирующий фильтр, амплитудная прозрачность которого равна 1 h x,y), значения фазы, равные О и я соответственно в верхней и нижней половинах фильтра, записываются так, что ширина полосы на данном участке голограммы пропорциональна соответствующему значению h (х у) , а фазовая информация кодируется путем смещения структуры штрихов в нижней половине фильтра на половину периода решетки, передающей пространственную несущую. [c.142]

Стоит отметить также, что обсуждаемые принципы имеют глубокие аналогии в классической оптике волновых пучков. Действительно, сформулированная выше на спектральном языке, задача о генерации цуга коротких импульсов за счет суперпозиции синхронизованных дискретных мод аналогична классической задаче о дифракции плоской волны на амплитудной решетке, а формула (2) совпадает с известной формулой дифракционной решетки. Сжатие фазово-модулированного сигнала дисперсионным элементом (оптическим компрессором) — это временной аналог пространственной фокусировки пучка с помощью линзы. [c.15]

Суть метода заключается в том, что перед регистрирующей голограмму поверхностью помещается дифракционная решетка с амплитудным пропусканием [c.278]

АМПЛИТУДНЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ С ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКОЙ [c.26]

В качестве амплитудных ослабителей пригодны прозрачные (или отражательные) дифракционные решетки. Достижимая степень ослабления определяется постоянной решетки и спектральным порядком, в котором ведутся наблюдения. Если решетка грубая, ослабление может быть значительным. Эффективность ее зависит от того, параллелен или перпендикулярен электрический вектор плоскополяризованного света штрихам решетки. Можно показать, что для Шмелевой решетки отношение освеш.енности в т-ш порядке к освеш,енности в нулевом порядке равно [c.26]

Для восстановления изображения в равной мере пригодны как позитив, так и негатив голограммы. В случае зонной пластинки это очевидно действие ее одинаково как при четных, так и при нечетных открытых зонах Френеля. В общем случае это следует из теоремы Бабине, согласно которой дополнительные экраны создают одинаковые дифракционные картины в тех местах, куда не попадает прямая волна (восстанавливающий пучок). Важно только, чтобы амплитудное пропускание голограммы линейно зависело от освещенности зарегистрированной на ней интерференционной картины. Тогда при записи плоской волны получается дифракционная решетка с синусоидальным пропусканием, которая даст при восстановлении главные максимумы только порядков т=0, i. В противном случае функция пропускания будет иметь пространственные гармоники более высоких порядков т = 2, 3,. .., которые приведут на стадии восстановления к возникновению соответствующих главных дифракционных максимумов, т. е. [c.384]

N параллельных и равноотстоящих щелей N может составлять 100—100 000 и более щелей, расположенных на близких расстояниях друг от друга). Это устройство представляет собой прозрачную дифракционную решетку. Такая решетка называется амплитудной, так как периодически изменяет амплитуду падающей волны от значения а до нуля. Лучи,, проходящие через различные щели, когерентны. [c.140]

Амплитудная решетка представляет собой систему прозрачных щелей одинакового размера Ь, разделенных между собой непрозрачными участками а. Распределение интенсивности за такой системой щелей — дифракционной решеткой — описы- [c.348]

Если же взять амплитудную дифракционную решетку с постоянной (1, у которой коэффициент пропускания скачкообразно изменяется при переходе от непрозрачного участка к прозрачному (рис. 5.4.3), то (как было показано выше) в фокальной плоскости объектива, расположенного за решеткой, возникнет система максимумов и минимумов освещенности (рис. 5.4.4), число которых зависит от значения апертуры объектива. [c.365]

Рис, 5.4.3. График коэффициента пропускания амплитудной дифракционной решетки со скачкообразным изменением коэффициента пропускания [c.366]

Рис. 5.4.4, Пояснение к образованию системы вторичных когерентных источников света в фокальной плоскости объектива, расположенного за амплитудной дифракционной решеткой

Объемные решетки. Голографические дифракционные решетки получаются как результат регистрации высокоразрешающим светочувствительным материалом картины интерференции двух когерентных плоских или сферических волн. В области пересечения волн создается синусоидальное распределение интенсивности, которое в зависимости от используемого материала будет регистрироваться либо в виде изменения пропускания светочувствительного слоя (в этом случае будет образовываться амплитудная голографическая решетка), либо в виде периодически изменяющегося показателя преломления (в этом случае будет образовываться фазовая решетка). Могут иметь место и рельефно-фазовые решетки с модуляцией глубины рельефа. [c.412]

Цель работы научиться собирать установку с плоской дифракционной решеткой и юстировать спектр, рассчитывать основные характеристики дифракционных решеток, оценивать разницу в спектрах амплитудной (прозрачной) и фазовой (отражательной) решеток. [c.509]

Первые ДОЭ — дифракционные решетки — были созданы более двух веков тому назад. Амплитудная одномерная дифракционная решетка представляет собой плоский транспарант, на котором чередуются светлые и темные параллельные полоски (штрихи и щели). Полоски имеют одинаковую ширину. На рис. 1Л показан фрагмент одномерной амплитудной дифракционной решетки, а на рис. 1.2 показана функция света вдоль решетки по оси х. [c.11]

Рмс. 1.2. Функция пропускания амплитудной дифракционной решетки [c.11]

Бинарная -П амплитудная дифракционная решетка получается при замене линейно-меняющейся фазовой функции в пределах одного периода на двоичную функцию, принимающую значения пИ (рис. 4.3.8). [c.196]

Рассмотрим более общий случай. Допустим, что на участках длины b пропускаемость решетки равна Р, а на участках длины а она равна а. Величины а и Р постоянны, но могут быть комплексными. Таким образом, решетка является амплитудно-фазовой. Когда аир — числа вещественные, то решетка будет амплитудной. Если же они — числа вида ( р вещественно), то решетка становится чисто фазовой. Рассматриваемая амплитудно-фазовая решетка эквивалентна плоскопараллельной пластинке с пропускаемостью а и наложенной на нее дифракционной решетке. Пропускаемость последней на участках Ь равна (Р — а), а на участках а — нулю. Разумеется, величины а и Р, а и й можно поменять местами и получить вторую эквивалентную систему. Математически обе системы отличаются одна от другой только обозначениями, а потому достаточно рассмотреть лишь одну из них, например, первую. [c.341]

В случае наклонных пучков кх ф О, и надо найти решение Е< , удовлетворяющее общему граничному условию (54.8). Но этот случай легко сводится к частному случаю нормального падения, разобранному выше. Действительно, если бы граничное условие имело частный вид (54.11), то можно было бы перейти к общему граничному условию (54.8), наложив на голограмму дополнительную дифракционную решетку с амплитудной прозрачностью О = = Это — фазовая решетка, дающая только спектр минус [c.349]

Фазовые решетки могут быть отражающими и пропускающими. Идеально отражающие решетки вызывают периодическое изменение фазы и не приводят к изменению амплитуды. Можно создать решетки, способные одновременно менять как амплитуду, так и фазу. Подобные решетки называются амплитудно-фазовыми. На практике решетки, изготовленные нанесением штрихов на стекло или металл, являются фактически амплитудно-фазовыми. Отражательные решетки были изготовлены еще в 80-х годах XIX в. Роулендом путем нанесения штрихов на плоскую н вогнутую металлические поверхности. Преимуществом вогнутой сферической дифракционной решетки является то, что она одновременно выполняет роль фокусирующего зеркала и поэтому не нуждается в наличии дополнительных объективов для получения изображения щели. Это делает ее удобной для использования во всем оптическом диапазоне. Отра- [c.150]

Сдвиг определения интенсивности, создаваемого дифракционной решеткой с профилированным штрихом (и1трихпунктирная кривая), по сравнению с распределением при дифракции на амплитудной решетке (пунктирная кривая) [c.301]

Для объяснения описанного, очень эффектного эксперимента можно рассуждать следующим образом. На первом этапе голографирования фотопластинка воспринимает более или менее сложное поле, фазовые свойства которого зависят от геометрических особенностей объекта и опорной волны, поскольку использованное лазерное излучение пространственно когерентно. Каково бы ни было это поле, его можно представить в виде набора плоских волн (теорема Фурье). Каждая нз них в результате интерференции с опорной волной создает периодическую систему интерференционных полос с характерными для нее ориентацией и периодом. Каждая элементарная интерференционная картина приводит к образованию на голограмме некоторой дифракционной решетки. В соответствии с изложенным в 58 каждая из этих решеток на втором этапе голографирования восстановит исходную плоскую волну. Более детальный анализ показывает, что восстановленные элементарные волны находятся в таких же амплитудных и фазовых отношениях, как и набор исходных плоских волн. Поэтому совокупность восстановленных элементарных плоских волн воссоздаст согласно теореме Фурье полное рассеянное объектами поле, которое мы и наблюдаем визуально или регистрируем фотографически. [c.244]

Видно, что форма импульса совпадает с исходной, но отраженный импульс обладает поперечной групповой задержкой At k qxi, угол между амплитудным и волновым фронтами ijj=ar tg( o <7) (рис. 1.16). Угол ф зависит от несущей частоты соо, угла дифракции 0о и периода решетки d. Поперечный пространственный размер импульса изменяется в 1/1/ I раз. Такова структура отраженного импульса непосредственно вблизи дифракционной решетки, по мере его удаления она меняется из-за дифракционного расплывания. В [6И проведены расчеты дифрагированного импульса, в которых принято во внимание отличие дифракционных длин для различных спектральных компонент. Без учета этого обстоятельства структуру импульса на некотором расстоянии от решетки можно определить исходя из уравнения [c.54]

Итак, проведенное обсуждение показывает, что отраженный дифракционной решеткой сверхкороткий импульс изменяет свои параметры при распространении в недиспергирующей среде. Существуют две причины этого. Одна из них состоит в том, что амплитудный фронт оказывается наклоненным по отношению к направлению распространения. Другая причина заключается в различии дифракци- [c.55]

Положение главных максимумов интерференционного сомножителя 6= = 2пт, за исключением т = 0 и т= (. совпадает с минимумами /,(0). Этому соответствует сокращение 51п (б/2) в числителе и знаменателе. Поэтому амплитудная дифракционная решетка с синусоидальным пропусканием дает центральный максимум при 0 = 0 (т = 0) и только два спектра порядка т = + в направлениях, которые удовлетворяют условию б = 2п, т. е. Й5ш0= Х. Их интенсивность найдем, раскрывая неопределенность при 6 = 0, 2п в полученном выражении /(0)=/(,Л . /( 0,)=/ Л/ а74. О [c.314]

Свет от источника излучения 1 проектируется с помощью лсонденсора 2 на точечную диафрагму 3. Конденсор 4 формирует параллельный пучок лучей, проходящий через объект 5 и падающий на объектив микроскопа 6. На малом элементе объекта А излучение дифрагирует и рассеивается в некотором угле 0, зависящем от размера элемента. Прямые лучи, прошедшие через объект, собираются объективом 6 в фокальной плоскости Р и создают когерентный фон в плоскости образования изображения 11. Часть излучения, дифрагированного на объ- екте в пределах апертуры объектива, собирается объективом и проецируется в А. Дифрагированное излучение и фон когерентны и поэтому образование изображения в плоскости 11 следует рассматривать как результат интерференции этих излучений. Чтобы нагляднее учесть интерференцию лучей от отдельных точек, освещенных когерентным светом, рассмотрим образование изображения амплитудной дифракционной решетки— системы прозрачных щелей одинакового размера в непрозрачном экране. На решетку АВ, имеющую постоянную д., падает параллельный. пучок когерентных лучей (рис. 5.3.7). Изображение решетки создается объективом микроскопа 6 в плоскости А В. Это происходит следующим образом. [c.361]

Внешне такой оптический элемент представляет собой иропускающую или от-ражающую пластинку с тонким фазовым ж-шкрорельефом, рассчитанным в рамках теории дифракции. Первым представителем этого класса оптических элементов является дифракционная решетка, созданная более двухсот лет тому назад. Следующим по хронологии представителем указанного класса оптических элементов является зонная пластинка. Эти представители дифракционных оптических апементов (ДОЭ) имели бинарное амплитудное или фазовое иропускание. Если дифракционные решетки нашли широкое применение в приборостроении, то зонные пластинки, в основном, использовались в учебном лабораторном практикуме по оптике. [c.9]

Из-за того, что значительная часть света поглощается амплитудным транспарантом, дифракционная эффективность в первом порядке не превышает 10%. У одномерной (1-В) фазовой дифракционной решетки этот показатель приблшзительно в 4 раза выше. Фрагмент одномерной фазовой дифракционной решетки схематично показан на рис. 1.3. [c.12]

Функция иропускаш1я в данном слз чае является чисто фазовой, периодической с периодом (1 и скачкообразно меняющейся на тт (см рис. 1.4). Функционально фазовая и амплитудная дифракционные решетки одинаковы. [c.12]

Поясним понятие зоны. Зона — это ограниченная область ДОЭ, на которой функция пропускания света претерпевает однократное изменение от миш1мального до максимального значения. Для амплитудной дифракционной решетки зона представляет собой сочетание темной и светлой полос в пределах одного периода решетки (рис. 1.1). Граница зон при этом — прямая линия. Для зонной пластинки Рэлея-Сорэ [1] зона представляет собой совокупность темного и светлого колец переменной толщины (рис. 1.5). [c.12]

Совершенствование базовых ДОЭ, какими являются 1-В дифракционные решетки, возможно за счет изменения профиля зон. При этом получаются так называемые решетки с блеском . Например, можно рассмотреть амплитудную 1-В дифрак-щюнную решетку, функция пропускания которой меняется по закону сов 2жх/ё). [c.13]

Бинарная 1-0 амплитудная дифракционная решетка получается при замене ш-1-нейно-меняющейся фазовой функции в пределах одного периода на двоичную функцию, пришмающую значения ж/2 (рис. 1.29). [c.20]

Амплитудные голограммы. Исторически первым методом расчета амплитудной голограммы является метод Ломана [2], основанный на использовании свойств нерегулярной амплитудной дифракционной решетки. По Ломану любая голограмма может быть интерпретирована как искаженная дифракционная решетка. Таким образом, сутью цифровой голографии является расчет этих искажений, исходя из характеристик голографируемого объекта. Голограмма Ломана представляет собой набор ячеек вида рис. 1.37, каждая из которых соответствует одному пикселу матрицы Т. Если рассматривать цифровую голограмму как искаженную решетку, то ясно, что при смещении отверстия в ячейке относительно центрального положения фаза падающей световой волны будет изменяться на пропорциональную величину. [c.22]

Оптический элемент (1.30) представляет собой нерегулярную дифракционную решетку, переходящ то в регулярную при рт = О, а = О, а = 1. Изменение любого из перечисленных параметров приводит к перераспределению светового потока между различными порядками дифрашщи, что эквивалентно направлению части мощности светового пучка в вспомогательные элементы. При этом в полезный рабочий дифракционный порядок идет различная доля энергии из различных ячеек, что эквивалентно неявному введению амплитудного пропускания наряду" с фазовым, но при использовании чисто фазовой структуры. [c.24]

Важнейшими характеристиками фотошаблона (как реального, так и виртуального) являются параметры имеющихся на нем линий, особенно минимальное значение ширины линии и максимальное значение кривизны линии. Легче всего описать эти параметры для линий, имеющихся на бинарных шаблонах. При изготовлении бинарного ДОЭ фотошаблон является аь-тлитудной зонной пластинкой, разные виды которых подробно описаны в разделе 1.1, там же на простейших примерах охарактеризовано понятие зоны оптического элемента. Линии на фотошаблоне повторяют формы зон, занимая для бинарного ДОЭ около половины площади зоны. В частности, для изготовления фазовой дифракционной решетки в качестве фотошаблона используется амплитудная дифракционная решетка, темные полосы на которой образуют линии фотошаблона (см. рис. 1.1). В случае изготовления более сложных типов ДОЭ линии на фотошаблоне могут быть разной толщины и иметь значительную кривизну (см., например, рис. 1.5 и 1.9). [c.241]

Рис. 4.35. Оптическая схема проекции полутоновых амплитудных масок в слой ЖФПК 1 — полутоновая маска оптического элемента с дифракционной решеткой 2 — объектив 3 — гидрофильная стеклянная пластина 4 гидрофобная стеклянная пластина 5 — слой ЖФПК 6 — прокладки 7 — лазер 8 — измеритель мощности

Интерференционные спектральные приборы с селективной амплитудной модуляцией СИСАМ). СИСАМ строится на базе интерс зерометра (обычно по схеме Майкельсона), в котором плоские зеркала заменены дифракционными решетками или (реже) диспергирующими призмами. При линейном изменении разности хода двух интерферирующих пучков периодически изменяется освещенность в интерференционной картине на выходном отверстии прибора, тем самым осуществляется амплитудная модуляция излучения в узкой спектральной области. Это модулированное излучение регистрируется приемником. Сканирование спектра осуществляется медленным разворотом решеток. СРЮАМы относятся к приборам высокой светосилы. [c.339]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...