Интерференционные полосы локализация

Интерференционные полосы, локализация 230, 232 [c.746]

ЛОКАЛИЗАЦИЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ПОЛОС [c.210]

Но при замене точечного источника протяженным сразу же пришлось ограничить ту область пространства, где может наблюдаться интерференция. Теперь можно уже более четко сформулировать необходимое условие локализации интерференционных полос при данной ширине 2d источника наблюдение интерференции в свете с длиной волны /. возможно лишь в той области пространства, где а) достаточно мало, чтобы выполнялось условие (5. 31). Полезно напомнить, что опыт с зеркалом Ллойда и привел к качественным соображениям о зависимости видимости интерференционной картины от апертуры интерференции при анализе этого опыта возник также вопрос о локализации интерференционных полос. [c.210]

Наибольший интерес представляют собой случаи локализации интерференционных полос на поверхности какой-либо пластинки, используемой для создания разности хода (полосы равной толщины), и локализация их в бесконечности (полосы равного наклона). Удобно начать изучение этих явлений с исследования интерференции в тонких пластинах при освещении протяженными источниками света, которую часто называют цветами тонких пластин. Все наблюдали чрезвычайно красивые цвета тонких пленок (например, пленок нефти на поверхности воды) при освещении их солнечным светом. Рассмотрим физику этих явлений, так как она окажется очень полезной для понимания более сложных процессов, происходящих в интерферометрах, интерференционных фильтрах и других оптических устройствах. [c.210]

Учет высказанных соображений о степени монохроматичности излучений позволяет правильно оценить допустимую толщину пластин. Переходя к способам наблюдения интерференционных полос разной локализации, будем считать, что пластины тонкие , т.е. можно работать с протяженными источниками света, без каких-либо дополнительных монохроматоров. Рассмотрим отдельно два упоминавшихся выше наиболее важных предельных случая локализации интерференционных полос. [c.213]

С чем связана локализация интерференционных полос Каковы должны быть условия их наблюдения в двух предельных случаях (полосы равной толщины и равного наклона) [c.457]

Наряду с указанными требованиями существенными вопросами голографической интерферометрии являются локализации полос, а также чувствительность метода к изменениям состояния объекта. Детальный анализ процесса образования голографических интерференционных полос показывает, что в общем случае плоскость локализации полос может находиться на произвольном расстоянии от поверхности объекта. В результате полосы на объекте оказываются малоконтрастными, что затрудняет их наблюдение. Данный недостаток может быть преодолен увеличением глубины резкости системы наблюдения путем ограничения ее апертуры [4]. [c.212]

Обычно в голографической интерферометрии прозрачных объектов изучают плавно изменяющиеся фазовые неоднородности такие, как процессы тепломассопереноса в газах и жидкостях, роста и растворения кристаллов в плазме, ударные волны, напряженные состояния прозрачных моделей, в которых происходят локальные изменения, температуры, плотности, концентрации и других параметров, приводящих к изменению показателя преломления. Этому методу, наряду с достоинствами, присущи некоторые существенные недостатки размытие и ухудшение контрастности интерференционных полос из-за изменения плоскости локализации изображения в процессе записи интерферо-граммы восстановление интерференционной картины на фоне яркого светящегося точечного источника или экрана [24—26]. [c.127]

Исследуемый активный элемент 5 следует располагать между зеркалами 4 и 3 Таким образом, чтобы его центральное сечение (область локализации интерференционных полос, обусловленных искривлением лучей в образце) проходило через точку Ь. При оптимальной настройке регистрирующей аппаратуры с этим же сечением совмещают плоскость фокусировки объектива 7, формирующего действительное изображение интерференционной картины в плоскости изображения 8 (экран, фотопленка). Такая настройка обеспечивает получение наибольшего контраста интерференционных полос и позволяет избежать заметных смещений получаемого поля деформаций относительно визируемого поперечного сечения элемента [129]. [c.181]

Рис. 107. Локализация интерференционных полос при освещении протяженным источником

Следующей важной проблемой является локализация интерференционных полос. Как уже говорилось в гл 2, интерференционное поле, которое образуют два полностью когерентных источника, является нелокализованным. При этом образуются поверхности вращения второго порядка, в каждом сечении которых получаются интерференционные полосы. Если на пути световых пучков поместить оптические элементы, то интерференционное поле соответствующим образом трансформируется, но остается нелокализованным. Локализация будет иметь место, если считать источник пространственно-некогерентным. Поверхностью локализации (рис. 107) интерференционной картины называют такую поверхность, для которой контраст, или видность картины, максимальны. [c.156]

Локализацию интерференционных полос нельзя принимать за кажущееся перемещение полос с поверхности предмета в область перед ним или за ним при наблюдении двумя глазами, когда различие направлений наблюдений может вызвать разные изображения на сетчатке каждого глаза и тем самым привести к искусственному пространственному восприятию. [c.157]

В обычной голограмме амплитуда закодирована в контрасте интерференционных полос, а фаза — в их локализации, причем полосы характеризуются синусоидальным пространственным распределением почернения. Искусственная голограмма вряд ли может иметь такую структуру. Прежде всего в этом случае трудно обеспечить непрерывное изменение параметров. Поэтому для передачи амплитудных и фазовых соотношений используется ступенчатая функция. Предельным случаем ступенчатой функции является бинарная функция, которая может принимать только два значения ноль и единицу. Полученные таким образом искусственные голограммы называются бинарными. [c.193]

В книге ведущих зарубежных специалистов в области голографической интерферометрии изложены принципы формирования изображения в голографии, особенности процесса образования интерференционной картины, а также измерения деформаций объекта по интерференционной картине. Рассмотрены характеристики частота, ориентация, видимость и область локализации интерференционных полос. Значительное место занимают рекомендации во применению голографической интерферометрии. [c.4]

До сих пор, рассматривая интерференционные полосы, полагали, что для каждого из направлений наблюдения они, образованы только двумя световыми лучами, отраженными одной и той же материальной точкой поверхности объекта в деформированном и недеформированном состояниях. Теперь определим влияние соседних лучей, также участвующих в формировании интерференционной картины. Как увидим, в зависимости от положения точки наблюдения действие этих лучей приводит к формированию полос большей или меньшей видности, т. е. полосы будут иметь больший или меньший контраст. Полосы, таким образом, оказываются, как принято считать, локализованными в определенной области пространства, которую пред- стоит определить. Локализацию полос изучали многие исследователи [3.14, п. 15.3 4.9, 4.26, 4.120, 4.121, 4.157, 4.164—4.204], привлекавшие для этого как представления теории дифракции и когерентности, так и чисто геометрические построения. Для анализа выберем первый путь, который, впрочем, включает в себя и второй. [c.100]

Рис. 4.27. Пример интерференционных полос а — система наблю- дения сфокусирована на поверхность объекта точка объекта, помеченная крестом, наблюдается в направлении полной локализа> ции б — система наблюдения сфокусирована на точку локализации полоса — резкая (апертура 1 4, / — 58 мм)

Заметим, что в случае точечного источника интерференционные полосы при отражении от двух поверхностей пленки (не обязательно плоскопараллельной) можно наблюдать всюду, а не только на ее поверхности. Локализация полос на поверхности пленки возникает как следствие использования протяженного источника света. [c.216]

Соответственные точки Р и Рг располагаются последовательно на продолжении падающего луча также в том случае, когда ОНИ являются изображениями точки Р пересечения интерферирующих лучей. При этом интерференционная полоса в точке Р имеет максимальную видность и яркость при использовании протяженного источника в виде круга. Площадь круга определяется размерами центрального кольца интерференционной картины полос равного наклона. Совокупность точек Р определяет поверхность локализации полос равной толщины. [c.114]

Поместим в плоскость локализации этой первичной картины решетку с периодом d, штрихи которой параллельны интерференционным полосам. Если на решетку падают две монохроматические волны I и 2 под углами сс относительно нормали, то каждая из волн после решетки образует дифрагированные волны нулевого, первого, второго и т. д. порядков. Углы распространения этих волн, отсчитанные от нормали, будут соответственно Ро= а, Р 1, р 2,. ... Волны различных порядков ди- [c.475]

Как было выяснено в 17, при точечных источниках света будут наблюдаться резкие интерференционные картины. В таком случае при любом положении экрана, пересекающего систему поверхностей максимумов и минимумов, мы получим отчетливую картину интерференционных полос, которые, следовательно, не имеют определенной области локализации и могут считаться нелокализо- [c.120]

Работу ЛДИС можно также объяснить, исходя из модели, на которую впервые указано в [223]. Согласно этой модели в исследуемой области потока при пересечении двух пучков образуется система интерференционных полос, действительных или мнимых. Рассеивающие частицы, пересекающие область локализации интерференционной картины, модулируют в рассеянном свете изображение интерференционных полос в плоскости фотоприемника. Как известно, ширина интерференционной полосы определяется формулой [c.288]

Методика гологра жческой интерферометрии на основе двукратной зкспозиции отличается существенной простотой и позтому часто используется при исследовании диффузно отражающих объектов сложной формы. Известно, что при получении голографических интерферограмм таких объектов интерференционные полосы локализуются строго на поверхности объекта лишь в случае чистого поворота послед№го вокруг оси, проходящей через его поверхность [141]. Однако в подавляющем большинстве практических случаев локализация полос имеет место в непосредственной (с точки зрения наблюдателя) близости от поверхности обьекта исключение составляет лишь случай параллельного переноса предмета, когда плоскость локализации оказьшается практически в бесконечности. [c.57]

Следует подчеркнуть, что в случае, когда смещение объекта между экспозициями носит характер, обусловливающий локализацию интерференционных полос на больших расстояниях от объекта, качественное восстановление в белом свете может быть достигнуто путем введения в схему голо-гра4 1рования соответствующей расфокусировки. На зту возможность впервые было указано в работе [61], и в дальнейшем она использовалась в [64]. [c.58]

Таким образом, прт произвольном выборе длины волны восстанавливающего излучения масштаб реконструированного изображения и плоскость его локализации остаются, как и в рассмотренном выше случае однократно экспонированных сфокусированных голограмм, неизменными, и кроме того, неизменным остается период интерференционной кар-пшы полос, связанной с поворотом объекта. Последнее пртнципиальное обстоятельство обусловлено тем, что синусы углов дифракции изменяются пропорционально изменению длины волны излучения, т.е. выполняется условие получения ахроматической системы интерференционных полос. [c.61]

Интересно отметить, что в связи с локализацией интерферограмм в плоскости голограммы (а не объекта) описываемый метод обеспечивает лучшее разрешение интерференционных полос, чем при использовании фре-нелевских голограмм. Это обусловлено тем, что расстояние наблюдения может быть сделано весьма малым, и следовательно, угловое расстояние между соседними полосами увеличено (рис. 33), в то время как при использовании френелевской схемы минимальное расстояние наблюдения всегда больше расстояния объект - голограмма. [c.65]

Рассмотрим, как меняется интерферограмма прт прохождении экрана с фильтрующей апертурой через плоскость локализации интерференционных полос, соответствующих поступательному смещению (фурье 1лос-кость). Пусть, для наглядности, Zq = >, тогда пространственные частоты могут быть выражены соотношениями [c.149]

При увеличении размеров зрачка увеличивается разрешение системы, т.е. уменьшается ширина импульсного отклика. Следовательно, в силу вращательного характера смещения сокращается зона, где имеет место су-пертозиция идентичных областей когерентности, и два спекл-поля оказываются пространственно когерентными не по всему полю изображения. Наибольшее перекрытие идентичных элементарных областей когерентности (спеклов) имеет место, очевидно, там, где происходит наименьшее относительное смещение световых полей, и именно там должен наблюдаться максимальный контраст интерференционных полос, указывающий на положение области локализации интерферограммы [172, 190-191]. [c.193]

Для определения области локализации интерференционных полос и их видности в спекл-интерферометрти необходимо, так жв как и в голографической интерферометра , учесть относительное смещение световых полей, соответствующих исходному и смещенному состояниям объекта. Очевидно, что интерференционшле полосы локализованы там, где это смещение равно нулю, т.е. в рассматриваемом случае — на оси относительного поворота световых полей, которая определяется выражением (8.43). Размеры области локализации и изменение видности полос в ней будут определяться и формой элементарной области когерентности объектного поля в рассматриваемой плоскости, которая в свою очередь определяется размерами и формой зрачка наблюдательной системы или фильтрующего отверстия. [c.207]

Учет роли спеклов в локализации интерферограмм, отражающих поперечное поступательное смещение, позволяет выявить еще одну особенность области существования интерференционных полос. Действительно, вер-№мся к 7.3 и рассмотрим график рис. 81. Нетрудно убедиться, что область локализации интерферограммы носит ярко выраженный асиммет-14 211 [c.211]

Возможность пространственного согласования волновых фронтов измерительного и опорного пучков в области локализации интерференционной картины двухлучевых интерферометров с параллельным пучком лучей позволяет использовать в них обычные (не лазерные) источники пространственно-некогерент-ного света сплошного или линейчатого спектра. Однако из-за низкой спектральной яркости такие источники не позволяют получать резкие интерференционные картины. При исследовании нестационарных искажений протяженных объектов обеспечение достаточной для фотографирования мощности излучения в этом случае достигается либо расширением рабочего участка спектра, что приводит к спектральному размытию интерференционных полос, либо увеличением рабочей поверхности источника, что также ухудшает интерференционную картину вслед -ствие увеличения углового расхождения пучков. [c.178]

Локализацию интерференционных полос в практических применениях не принимают во внимание, а апертуру наблюдения уменьшают настолько, чтобы при большой глубине резкости изображения предмета и достаточной нелокализованности интерференционных полей образовались полосы, привязанные к поверхности предмета. [c.157]

Прежде чем перейти к рассмотрению собственно голографической интерферометрии, остановимся в гл. 2 на некоторых основных положениях дифференциальной геометрии и механики сплошных тел, а в гл. 3 — на принципах формирования изображения в голографии. В гл. 2 приводятся сведения, которые являются основой изложения всей книги. В гл. 3 рассматривается с одной стороны, получение исследуемых волновых фронтов, и, с другой стороны, детально. анализируются свойства изображения, в частности, аберрации, которые могут возникать, если оптическая схема, используемая при восстановлении, отлична от х ы регистрации. В этой же главе показано взаимопроникновение понятий механики и оптики. Затем в основной части книги — гл. 4 — исследуется процесс образования интерференционной картины, обусловленной суперпозицией волновых полей, соответствующих двум данным конфигурациям объекта, и обратная задача — измерение деформаций объекта по данной интерференционной картине. В ней, во-первых, показано, как определяют порядок полосы, т. е. оптическую разность хода интерферирующих лучей, и как отсюда находят вектор смещения. Во-вторых, рассмотрены некоторые характеристики интерференционных полос, их частота, ориентация, видность и область локализации, которые зависят от первых производных от оцтйческой разности хода. Затем показано изменение производной от смещения (т. е. относительной деформации и наклона). В-третьих, определено влияние изменений в схеме восстаноэле ния на вид интерференционной картины и методы измерения. Наконец в гл. 5 кратко приведены некоторые возможные примеры использования голографической интерферометрии для определения производных высших порядков от оптической разности хода в механике сплошных сред, [c.9]

В первых двух параграфах этой главы будем полагать, что волновые поля в точности таковы, как если бы они исходили непосредственно от освещенных поверхностей объекта. Это означает, что голографический процесс восстановления считается идеальным (соответствующие условия описаны в п. 3.1.2), а голограмма рассматривается как окно, через которое можно наблюдать световые волны (так называемая обычная голографическая интерферометрия). Таким образом, нет необходимости уточнять, только одно или оба волновых поля восстановлены голографически точно так же можно не уточнять, чем обусловлены изучаемые состояния объекта — статической деформацией или же промежуточными состояниями во время движения объекта. В п. 4.1 дадим простое описание явления интерференции, используя понятие оптической разности хода между двумя лучами. Оптическая разность хода определяется вектором Смещения между парой точек, в которые приходят лучи. Этот вектор можно измерить, исследуя ход полос на интерферограмме, В п. 4.2 проанализируем явления интерференции, рассматривая малые области вокруг выбранных на поверхности объекта точек и совокупность отраженных ими лучей. Наиболее важный момент заключается в том, что здесь будут фигурировать первые производные от оптической разности хода и, следовательно, производные от смещения, т. е. тензоры относительной деформации и вращения, в знании которых специалист более всего заинтересован. Получаемые результаты связывают указанные величины с направлением, пространственной частотой, видностью, контрастом и локализацией интерференционных полос. [c.79]

Прежде, чем перейти к дальнейшему анализу обоих типов локализации, сделаем некоторые дополнительные пояснения относительно упрощенного описания явления интерференции, приведенного в пп. 4.1 и 4.2.1. Там рассматривались только два луча из всего пучка лучей, участвующих в образовании интерференционной полосы, т. е. подразумевалось, что все лучи вносят одинаковый вклад в формирование полосы. В принципе это справедливо только для случая полной локализации. Действительно, из выражения (4.75) следует, что в этом случае номер полосы зависит только от О. Однако это приближение годится также и в общем случае, но при условии, что апертура оптической системы V наблюдения очень мала, так что изменением йОкчля 8 в (4.70) можно пренебречь. Тогда полосы можно наблюдать повсюду, однако они будут иметь слабую яркость и подчас весьма невысокую видность. Здесь мы можем определить номер полосы в любой точке К вдоль направления наблюдения. Если, наоборот, величинами 40 и б нельзя пренебречь вследствие того, что не мала апертура, то может возникнуть [c.111]

Как в п. 4.2.1, приходим к утверждению, что полосы перпендикулярны Ки, отсюда получаем теорему нормальности [4.165, с. 557 4.167, с. 6 4.175, с. 140 4.184, с. 109 4.193, с. 911 4.195, с. 229] для того чтобы полосы наблюдались в направлении полной локализации, необходимо и достаточно, чтобы они были нормальны к проекции вектора смеи ения на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения (рис. 4.21). Аналогичная теорема есть в классической интерферометрии, где интерференционные полосы перпендикулярны плоскости, образуемой двумя интерферирующими лучами [3.5, с. 261 4.212, с. 107]. В отличие от общего случая (4.34) направление полос не зависит от положения наблюдателя. Более того, хотя в уравнения (4.34) и (4.93) входит градиент смещения и, и на-працление полос задается только вектором смещения. [c.117]

Рассмотрим, каким, образом по интерференционным полосам можно измерять эти механические величину в некоторой точке Р пбаерХноСти объекта. В общем случае для этой цели можно воспользоваться полученными ранее результатами, разбив их на три группы. К первой группе следует отнести результаты, дающие расстояние между полосами и их направление, ко второй— результаты, описывающие видность полос и их частичную локализацию, и к третьей — результаты, определяемые условием полной локализации. [c.127]

Ранее вторые производные оптических величин встречались уже дважды в п. 3.2, когда анализировали аберрации голографически восстановленных изображений, и в п. 4.24, когда рассматривали абсолютную локализацию. В гл. 4 учитывали только первые производные о состоятельности такого приближения см., например, в [4.192, гл. 12]. Теперь сначала подробно рассчитаем вторую производную от оптической разности хода лучей, которая связана с кривизной интерференционных полос при этом будет рассмотрен случай фиксированной позиции наблюдателя. Затем покажем, как на основании информации, полученной на поверхности тела, и с помощью основных соотношений механики сплошных сред, могут быть вычислены механические величины для подповерхности областей тела. В этих соотношениях вторые производные от оптических величин будут присутствовать неявно, поскольку отправной точкой будут являться оптически измеренные механические величины на поверхности, [c.164]

При изучении общей теории интерференционных систем исследователей интересуют следующие вопросы получение интерферирующих пучков, классификация интерференционных полос, местоположение (локализация) наиболе контрастной интерференционной картины, влияние различных факторов на характеристики интерференционных полос, условия наблюдения картины и др. [c.115]

При использовании источника света конечных размеров, т. е. при i Ф onst будут наблюдаться интерференционные полосы или кольца. Поскольку интерференционная картина формируется системой параллельных пучков, для наблюдения ее следует использовать проекционную систему. В фокальной плоскости будем иметь контрастную интерференционную картину, что соответствует ее локализации в бесконечности. [c.128]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...