Флуктуации фазы

Лазерный луч в турбулентной атмосфере. При прохождении лазерного луча в турбулентной атмосфере наблюдаются [32] флуктуации фазы в световом пучке, нарушение когерентности, изменение средней интенсивности излучения на неоднородной трассе, случайные смещения центра тяжести светового пучка, сопровождаемые дрожанием лазерных пучков. Все эти эффекты существенны только при большом ходе х лазерного луча. Кроме того, в интерферометрии наиболее важна разность параметров двух интерферирующих лучей. Отсюда целесообразно обеспечить прохождение этих лучей по возможно более близким направлениям, чтобы не нарушать их когерентность. [c.93]

I в соответствии с (7.7) и (7.8) выражением о =/. Таким образом, точка, которая описывает E(t) в плоскости фазора, будет по существу перемещаться во времени по окружности радиусом = 0. Благодаря статистической природе флуктуаций фазы это движение будет иметь вид случайного блуждания, угловая скорость которого, выраженная через фазовый угол ф((), определяет ширину полосы лазерной генерации. [c.446]

С хорошим приближением можно считать, что сигнал от непрерывного лазера, генерирующего на одной моде, имеет лишь флуктуации фазы. Однако для частотно-стабилизированного лазера скорость изменения фазы мала. Например, в лазере, гене- [c.474]

В зависимости от того, осуществлялась для передачи информации модуляция амплитудная или фазовая, следует различать два случая. Сначала рассмотрим случай фазовой модуляции. Поскольку мощность в каждом канале остается постоянной, нелинейное изменение фазы одинаково для всех битовых импульсов. Вообще говоря, фундаментальное ограничение для системы с фазовой модуляцией возникает из-за флуктуации фазы. Но поскольку ф -, согласно (7.6.3), зависит от мощности, флуктуации мощности приводят к флуктуациям фазы, а это уменьшает отношение сигнал/шум на выходе световода. Если для простоты предположить, что средняя мощность во всех каналах одинакова, одинаково и стандартное отклонение Стр. Тогда стандартное отклонение флуктуаций фазы принимает вид [47] [c.212]

Флуктуации фазы. Рассмотрим случайную фазовую модуляцию вида (6), где ф(т), как и прежде, вещественный гауссовский случайный процесс с временем корреляции т . Тогда [c.229]

Если частотная полоса накачки с учетом всех флуктуаций уже ширины синхронизма, то флуктуации фазы накачки не влияют на процесс параметрического сложения частот и перечисленные источники шумов можно считать статистически независимыми. Тогда интенсивность сигнала на входе фотодетектора видимого диапазона определяется формулой [c.125]

Необходимые усреднения проводятся после получения и обработки результатов моделирования для различных случайных реализаций ф(р) и Е р). Обе величины -ff(po) и S позволяют оценить степень похожести искаженного и неискаженного изображений и установить ее зависимость от числа корреляционных фазовых ячеек L, интенсивности флуктуаций фазы а=Д ф(0), уровня углового разрешения и формы наблюдаемой цели. [c.87]

Согласно [49] дисперсия флуктуаций фазы волны, распространяющейся в турбулентной среде, пропорциональна радиусу корреляции этих флуктуаций, так что аф2 = хОф, причем величина х имеет [c.118]

Одним из наиболее важных требований при записи голограмм является высокая стабильность интерференционного поля, поэтому необходимо обеспечить как можно большую жесткость оптической установки. Чувствительность к вибрациям весьма значительна, так как расстояние между интерференционными полосами имеет величину порядка микрометра. Если во время экспозиции отдельные элементы смещаются так, что интерференционные полосы сдвигаются от максимума до минимума и наоборот, то при записи совершенно исчезнет интерференционная структура и регистрирующий материал будет иметь равномерное почернение. Этот случай является наихудшим. В промежуточном случае снижается контраст интерференционных полос, что происходит за счет флуктуаций фазы. [c.94]

Флуктуации фазы могут быть вызваны либо недостаточной жесткостью установки, либо возмущениями окружающего воздуха, имеющими как акустический, так и тепловой характер. Изменения фазы могут быть как совершенно случайными, так и детерминированными. [c.94]

Наблюдения избыточного шума фототока на выходе фотоприемника дают информацию только о спектре флуктуаций амплитуды излучения, а ширина линии, как правило, определяется не флуктуациями амплитуды, а флуктуациями фазы или частоты. Поэтому такого рода эксперименты не дают информации о ширине линии. Относительно методов измерения флуктуаций фазы или частоты и измерения формы спектральной линии когерентного сигнала см. монографию [76]. — Прим. ред. [c.401]

Время когерентности. Время то является характерным масштабом случайных флуктуаций фазы и амплитуды волн светового пучка с ударным уширением линий. При других механизмах уширения линий и их комбинаций также имеются характерные времена случайных флуктуаций фазы и амплитуды светового пучка. Эти характерные времена называются временами когерентности Тк. Они играют большую роль в явлениях интерференции (см. гл. 5). [c.80]

Случайно изменяющаяся фазовая составляющая 0(0 может быть обусловлена рядом причин, включая акустически связанные колебания граничных зеркал лазерного резонатора и собственные шумы, присущие выходу любого возбуждаемого шумом нелинейного генератора. Во всех случаях флуктуации фазы [c.140]

В наиболее общей модели, чаще всего используемой для многомодового лазерного излучения, принимается, что колебания мод независимы и происходят без заметной фазовой синхронизации. Но такой моделью следует пользоваться с большой осторожностью. Если флуктуации фазы обусловлены колебаниями граничных зеркал лазера, то ясно, что флуктуации различных мод будут статистически зависимыми. Кроме того, если фазовые флуктуации являются неотъемлемой частью механизма колебаний, то лазер является существенно нелинейным прибором и в результате этих нелинейностей может возникать значительная связь между модами. Например, некоторая фазовая синхронизация имеет место, если частотная компонента, генерируемая за счет нелинейного взаимодействия между двумя модами, совпадает с частотой некой третьей моды. Такие эффекты особенно существенны в лазере, работающем значительно выше порога, где нелинейности особенно велики. (Относительно методов намеренного введения синхронизации мод в лазерах см., например, работу [4.15].) [c.145]

Если флуктуации фазы, создаваемые случайным фазовым экраном, имеют большую дисперсию, то можно найти некоторые предельные формы усредненной ОПФ и усредненной ФРТ. Этими предельными формами можно пользоваться, когда вьшолняются условия их применимости. [c.359]

Форма фильтрующих функций для логарифмической амплитуды и фазы показана на рис. 8.21. Там же показана общая форма спектра мощности показателя преломления Фп. На этих графиках величину 2 можно считать параметром, а х< —текущей переменной. Как нетрудно видеть, флуктуации логарифмической амплитуды мало чувствительны к флуктуациям показателя преломления при малых волновых числах (масштаб большого размера), тогда как чувствительность флуктуаций фазы здесь максимальна. [c.399]

Они основаны иа полном квантовом описании светового поля и атомов с помощью уравнения Шредингера или эквивалентных ему уравнений, в частности уравнения Гейзенберга. Эти уравнения позволяют рассмотреть следующие вопросы (среди других) ширину линии лазерной генерации, флуктуации фазы, амплитуды и интенсивности лазерного излучения (шумы), когерентность, статистику фотонов и все проблемы, указанные в п. 1 и 2. [c.34]

Из уравнения (3.12-35) явствует, что отношения 6( )/ и (О/ можно трактовать соответственно как амплитудные и фазовые шумы. Соотношения (3.12-36а, б) по своей структуре таковы, что их можно сравнить с уравнениями для движения частиц. Первое уравнение соответствует движению под действием статистической силы при одновременном влиянии силы, противодействующей растяжению эта возвращающая сила возрастает с увеличением следовательно, (р — V ). Второе уравнение соответствует движению под действием некоррелированной статистической силы той же напряженности, но в отсутствие возвращающей силы. Таким образом, между амплитудными и фазовыми шумами имеется качественное различие флуктуация фазы определяет (особенно при достаточно больших ) существенным образом флуктуации лазерного излучения, и поэтому в [c.308]

По такой же схеме можно исследовать влияние медленных флуктуаций фазы на преобразование частот. Мы рассмотрим случай повышенной сигнальной частоты (процесс ап-конверсии), для которого [c.471]

Если волну накачки можно рассматривать как идеализированный лазерный свет, то уравнения движения дают для обмен энергией между сигнальной и холостой волнами (кривая а на фиг. 73). При медленных флуктуациях фазы степень эффективности обмена энергией убывает с течением времени, так что при достаточно длительном времени наблюдения и взаимодействия достигается равномерное распределение сиг- [c.471]

В ближней зове (зоне Френеля) интерференция рассеянных волн приводит к флуктуациям амплитуды и фазы волнового поля, характер к-рых определяется значением волнового параметра 1> = RlklHos.%, равного по порядку величины ср. числу неровностей в первой зоне Френеля при В 1 — флуктуации амплитуды малы, а дисперсия флуктуаций фазы равна параметру Рэлея Я при D 1 — флуктуации амплитуды и фазы некоррелиро-ваяы, а их дисперсии совпадают и равны Я/2. [c.269]

Существование параметра порядка ф, являясь достаточным условием С., не является при этом необходимым её условием. Так, для двумерных сверхтекучих систем (плёнка гелия на твёрдой поверхности) ф = <[ф) = О при любой конечной темп-ре. Причиной этого являются растущие с ростом размеров плёнки тепловые флуктуации фазы [П, Хоэнберг (Р, Hohenberg), 1967]. Тем не менее имеется темп-ра перехода Уд, ниже к-рой возникает сверхтекучая компонента с плотностью рд. При низких те.мп-рах (У Уд) в сверхтекучей плёнке хорошо выражен ближний порядок фазы параметра порядка в точках гиг сильно коррелируют между собой. Разность фаз [c.455]

Флуктуации фазы ф связаны с флуктуациями квадратуры Y. Подавление флуктуаций AY приводит к изменению функции раенределення фазы и>((р). В связи с этим осн. метод исследования С, с. в радиодианазоне состоит в измерении распределения и (ф) [4], [c.490]

Обратимся теперь к расчету ширины Av ген ВЫХОДНОГО СПбКТрЗ лазера, когда генерация в нем осуществляется лишь на указан-ной выше моде. Наименьшее значение ширины определяется шумами спонтанного излучения или, что одно и то же, нулевыми флуктуациями поля лазерной моды. Поскольку эти флуктуации можно учесть лишь с помощью полного квантовомеханического рассмотрения (см. раздел 2.4.2), мы не можем определить эту предельную ширину в рамках используемого нами приближения. Можно показать, что хотя случайным флуктуациям подвержены и амплитуда, н фаза поля нулевых колебаний, спектральное уширение выходного излучения обусловлено главным образом случайными флуктуациями фазы, в то время как очень небольшие флуктуации величины выходной мощности вызываются флуктуациями амплитуды поля нулевых колебаний. Это можно объяснить, обращаясь к тому факту, который рассматривался в начале данной главы, что количество фотонов в резонаторе лазера, а следовательно, и выходная мощность весьма нечувствительны к тому числу фотонов <7/, которые изначально имеются в резонаторе, чтобы вызвать процесс спонтанного излучения. [c.273]

Оценим значение членов, входящих в (3.1.7). Заметам, что флуктуации, характеризуемые дисперсией Рс—Рс, обусловлены изменением только амплитуды при прохожд ин через регистрирующий материал, в то время как Рф—Рф определяется флуктуациями фазы. Зернистость фотоматериалов, так же как и микроизменения свойств других записывающих материалов, существенно сильнее влияют на флуктуации фазы н сопряженное с этим рассеянно, чем па флуктуации амплитуды. В связи с этим для достаточно сильно рассеиеаю1цих сред можно в первом приближении считать член Рс—Рс малым по сравнению с остальными членами выражения (3.1.7). В других случаях такое приближение может и не быть справедливым. Оценить величину Рф—Рф можно тем же путем, что и флуктуации интенсивности, обусловленные рассеянием (пятнистость структуры). [c.75]

Случайные флуктуации фазы и амплитуды волны светового пучка характеризуются некоторый иинииальныи временный интервалом при усреднении по которону изменения плотности лотка энергии полностью сглаживаются. Это характерное время называется временем когерентности. [c.81]

Другой точке зрения соответствует рис. 8.22. Здесь величина Х( играет роль фиксированного параметра, а 2 — текущая переменная. Эти кривые показывают, как изменяется относительная роль флуктуаций логарифмической амплитуды и фазы в зависимости от длины пути 2. При очень коротких длинах пути г С пк х]) флуктуации логарифмической амплитуды пренебрежимо малы и существенны лишь флуктуации фазы. При больших же длинах пути г лй/х<) флуктуации логарифмической амплитуды и фазы почти одинаковы. Заметим, что при определенном расстоянии г = пк1%] фазовые решетки на дальнем конце пути г = 0) создают чисто амплитудный эффект, тогда как фазовые решетки на ближнем конце пути г = г) создают чисто фазовый эффект в этой плоскостн. Следовательно, при этом значении волнового числа вдоль пути распространения создается равная смесь амплитудных и фазовых эффектов. [c.399]

Веш ественная часть ф , обозначенная через X, представляет собой так называемые флуктуации уровня. Мнимая часть, обозначенная через 8и описывает флуктуации фазы. Следует отметртть, что при X 1 величина [c.101]

Для несферич. чазтиц эффективное сечение зависит от их ориентации формы. Измерения деполяризации радиолокационных сигналов от частиц облаков и осадков дают информацию о форме частиц и, следовательно их фазовом состоянии. Между интенсивностью радиолокационных сигналов и интенсивностью осадков / (как капельножидких, так и в виде снега) сунюст-вует эмпирич. зависимость вида т] = А/°, где т — объемная отражаемость. А, Ь — коэфф., зависящие от вида осадков. Движение рассеивающих частиц приводит к флуктуациям фазы и амплитуды рассеянных сигналов. Соответственно изучение флуктуаций сигналов, рассеянных гидрометеорами, диэлектрич. неоднородностями воздуха, а также искусств. рассеивателями, позволяет исследовать структуру различного рода движений в атмосфере (ветер, турбулентность, упорядоченные вертикальные потоки и др.), а также микроструктуру осадков. Для таких наблюдений применяются импульсные донлеровские радиолокаторы сантиметрового диапазона, что обеспечивает выполнение широкой программы работ. Гак, радиолокационными средствами удается наблюдать отражения от диэлектрич. неоднородностей воздуха. Наиболее интенсивные отражения (наз. в иностранной литературе ангелами ) наблюдаются чаще исего в зоне конвективного перемешивания, в инверсиях, в нек-рых резко выраженных фронтальных поверхностях раздела возд. масс и др. [c.296]

В большинстве работ, посвященных вопросам прохождения звуковых волн через неоднородную среду, она предполагается стащюнарной во времени, что обусловлено медленностью изменения внутренних параметгюв среды в сравнении с временем прохождения через нее звуковой волны [3, 17, 62]. Отдельно следует выделить работы, относящиеся к исследованию флуктуации фазы звуковой волны при прохождении через турбулентную область в газовой или водной среде [51, 90], и работы по рассеянию волн на подвижных шероховатых поверхностях [1], где учитываются пространственные и временные статистические характеристики неоднородностей. Однако существенно отметить, что если среда нестационарна лишь в пространственном отношении (неоднородна), то прошедшая через нее звуковая волна может рассматриваться как нестационарная во времени и в пространстве одновременно. [c.69]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...