Фазовый объект

Как правило, раз.тичны и задачи исследований объектов этих двух групп. Если исследование методами голографической интерферометрии слабых фазовых объектов ставит своей конечной целью определить по распределению показателя преломления плотность газа, концентрацию атомов и электронов, температуру и другие параметры, то применение этих методов к оптическим. элементам дает возможность проверить их характеристики на качество. [c.32]

Рассмотрим схему голографического интерферометра фазовых объектов (рис. 43). Узкий пучок света от лазера 13 через щель II падает на полупрозрачную пластину 5, где он делится на два. Отраженный пучок зеркалом 6 направляется на микрообъектив 4, который находится в фокусе сферического зеркала 1. Расширенный луч, отражаясь от зеркала 1, формирует плоскую волну, проходящую через рабочую зону интерферометра и направляется вторым сферическим зеркалом 2, плоскими зеркалами 7, 4 и линзой 15 на фотопластинку 17. Это объектная световая волна. [c.105]

Рис. 43. Голографический интерферометр фазовых объектов на основе двух сферических зеркал

Первая составляющая поля i/i —это плоская равномерно ослабленная волна, проходящая через голограмму, которая распространяется по нормали к диапозитиву. Вторая, незначительно расходящаяся волна U2 распространяется в направлении, близком к нормали плоскости позитива. Она не несет информации о фазе рабочей волны и пространственно отделяется от изображений. Третья составляющая i/3 с точностью до постоянного множителя является копией волны, деформированной неоднородностью. Эта составляющая образует мнимое изображение в плоскости Хг фазового объекта, отклоненное от оси голограммы на угол 0. Четвертый член пропорционален комплексно-сопряженной амплитуде волны, идущей от объекта. Он соответствует действительному изображению объекта, расположенному на оси Х с противоположной стороны по отношению к мнимому изображению под углом 6 к оси голограммы. Действительное и мнимое изображения расположены на расстоянии // от голограммы. [c.235]

Голографирование фазовых объектов особенно удобно при использовании рассеивателя (диффузоров), помещаемого за (или перед) объектом (по ходу луча). При этом исключаются потери видности интерференционной картины при восстановлении по большому, участку голограммы. [c.53]

Ввод информации в световой луч осуществляется с помощью транспаранта или пространств, модуляторов света. Оптич. луч, модулированный в каждой точке своего поперечного сечения, позволяет обрабатывать параллельно сразу большой массив данных, представленный в форме двумерной оптич. картинки. Оптич. устройства дают возможность очень просто и быстро реализовать ряд важных интегральных оптаций над двумерными сигналами, таких как преобразования Фурье, Гильберта и Лапласа, нахождение свёртки и корреляции двух ф-ций и нек-рые др. Так, обычная оп-тнч. линза позволяет мгновенно получить фурье-спектр оптич. изображения, падающего на эту линзу. Вводя соответствующие фильтры в фокальную плоскость после линзы, можно значительно улучшить качество оптич. изображения или даже увидеть изображение невидимого фазового объекта. [c.437]

Поскольку разрешающая способность электронного микроскопа зависит не только от аберраций объективной линзы, но и от длины волны электронов к, корректное определение этого параметра возможно только на основе законов волновой оптики. Методом фурье-преобразова-ний наблюдаемый в микроскопе объект представляют набором структурных составляющих с разл. пространственными частотами R, воздействующими на амплитуду и фазу проходящих сквозь него волн. Обычно амплитудная компонента реальных объектов мала. Поэтому ниже рассмотрим только фазовые объекты. Волны, дифрагирующие на структурных фурье-компонентах, отклоняются на разл. углы и поэтому проходят через разл. зоны объектива, в к-рых происходит сдвиг фаз, зависящий от радиуса зоны. Изображённые на рис. 1 лучи совпадают с направлением волновых векторов дифрагированных волн (сами волны—не показаны), причём 0 = й .—углы дифракции этих волн. В отсутствие аберраций линза преобразует [c.547]

Срезы биологических материалов, проверяемые в оптической микроскопии, нередко бывают в значительной степени или даже полностью прозрачными. Говоря без преувеличения, это создает трудность в наблюдении их структуры, если не использован какой-либо особый прием. Для таких материалов характерно изменение от точки к точке показателя преломления и, следовательно, их оптической толщины. Так как это явление создает только фазовое различие между светом, прошедшим через разные области, оно не оказывает влияния на амплитуду прошедшего света и, следовательно, не воспринимается человеческим глазом. По очевидным причинам материалы этого типа называют фазовыми объектами в противоположность амплитудным объектам, которыми мы в основном интересовались. [c.113]

Рисунок 5.16, я иллюстрирует в упрощенном виде основные принципы этого метода. Векторы, обозначенные А, представляют освещенность в двух точках на плоскости изображения фазового объекта. Они [c.114]

При плавном изменении высоты ступеньки дифракционные картины (рис. 1.1.2) периодически сменяются. Таким образом, изучение дифракционной картины от щели, на которую наложен прозрачный преломляющий объект, позволяет судить о соотношении оптических длин путей. В отличие от случая амплитудного объекта, здесь нет однозначности. Наблюдая и измеряя распределение энергии в дифракционной картине от щели, перекрытой фазовым объектом, в общем случае нельзя определить истинное значение толщины различных участков объек-та. Кроме того, трудно отличить этот случай от опыта, в котором в некоторой точке объекта изменяется не оптическая длина пути, а показатель преломления. Определенное изменение показателя преломления приведет к точно такому же результату, как и соответствующее изменение толщины. [c.15]

Анализ свойств фазового объекта (прозрачного, сдвигающего фазы в проходящей волне) по дифракционной картине, особенно сложного объекта, требует при- [c.15]

Фазовый объект 15 Функция рассеяния 131, 132 [c.302]

Более детальный анализ, проведенный на примере так называемых фазовых объектов, показал, что трехмерная голограмма действительно стремится скопировать структуру объекта (18). Этот процесс становится очевидным только в том случае, если объект и голограмму изобразить в так называемом частотном пространстве, т. е. в виде разложения Фурье на гармоники плотности. Однако наш глаз привык опознавать образы в обычном пространстве, н поэтому голограмма (именно она, а не восстановленное ею изображение) кажется нам совершенно непохожей на объект. [c.64]

Это преобразование играет также важную роль при описании спектров временных сетей и фильтров, которые должны иметь однозначные импульсные характеристики. Поскольку на импульсные характеристики оптических систем не накладывается ограничений, в оптических исследованиях такой метод, к сожалению, не нашел себе применения. Тем не менее, используя преобразование Гильберта, можно изучать некоторые оптические методы, например шлирен-метод воспроизведения фазовых объектов путем введения теневого нол<а для вырезания части оптического спектра [13]. [c.35]

Мы изучим прежде вСего амплитудные объекты, определение которых данов гл. 4 темную точку, темную линию и границу светлого поля. Фазовые объекты и периодические (по амплитуде или фазе) структуры будут рассмотрены при изучении фазового контраста (гл. 6). [c.97]

В микроскопии часто имеют дело с объектами, которые невидимы не потому, что они слишком малы, а потому, что они прозрачны и практически не выделяются на окружающем фоне. Эти объекты, характеризующиеся изменениями показателя преломления или своей толщины, называются фазовыми объектами. Рассмотрим, например. [c.106]

Объекты, отражающие свет, представляют собой большей частью фазовые объекты. Пусть А — такой объект [c.106]

Пусть фазовый объект имеет единичную амплитуду, но определяется фазой <р(г/, г). Распределение амплитуд в плоскости S представлено выражением [c.112]

Присутствие фазовой пластинки приводит к обратному результату фазовый объект становится видимым, а амплитудный— невидимым. [c.119]

Рассмотрим теперь фазовый объект сложной структуры его можно разложить на ряд составляющих с различными пространственными частотами. Для каждой из них можно использовать рассуждения предыдущего параграфа, согласно которым, для того чтобы прибор пропускал какую-либо частоту, составляющие, симметричные относительно дифракционной фигуры в плоскости зрачка, должны пройти, во-первых, вне фазовой пластинки, помещенной в S (например, в виде маленького диска), а, во-вторых, внутри зрачка. [c.119]

Структура интерференционной картины, образующейся при пересечении сравнительного и измерительного пучков, зависит как от характера деформации волнового фронта измерительного пучка, так и от угла, под которым сводятся лучи на выходе интерферометра. В двухлучевых интерферометрах с плоским фронтом первоначальные волны искажения, вносимые исследуемым фазовым объектом, наблюдаются на фоне полос бесконечной или конечной ширины, которая задается первоначальной юстировкой интерферометра. [c.174]

Такой метод пригоден не только для отражающих трехмерных предметов, но может быть использован и для прозрачных фазовых объектов, в которых происходят временные и пространственные изменения показателя преломления. Преимуществом данного метода перед классическими является прежде всего возможность сравнить данное состояние объекта с каким-либо другим [c.160]

На рис. 109 представлена серия интерферограмм прозрачного фазового объекта, полученных методом голографической интерферометрии в реально.м масштабе времени. [c.162]

Рассмотрим принципы работы голографического интерферометра фазовых объектов на примере метода голографической интерферометрии двух экспозиций, хотя в. зтом приборе можно применять и другие известные методы (например, метод реального времени). Основы метода двух экспозиций и возможности его практического применения были рассмотрены в гл. 1. Голографическая интерферометрия фазовых объектов отличается следующими особенностями. Во время первой. зкспозиции фотопластинка в голографическом интерферометре освещается опорной и объектной волнами при отсутствии в рабочей [c.106]

Гологрчммы, получаемые по этим схемам, обладают свойством избирательности по отношению к длине волиы восстанавливающего излучения и позволяют наблюдать изображение объекта в лучах источника, имеющего сплошной спектр излучения (солнце, лампа накаливания). Схема голографирования прозрачных (фазовых) объектов показана рис. I, в. [c.53]

Фазовые объекты (ударные волны в газах и в жидкостях, пламена, взрывы, плазма) исследуют, просвечивая их объектным пучком, Г. и. иозво. гяет изучать пространств, распределение показателя преломления п, к-рое, Б свою очередь, однозначно связано с прост, рансгв. распределением концентрации атомов, молекул и электронов в исследуемом объёме, В случае фазовых объектов чувствительность методов Г. и. может быть увеличена за счёт нелинейной записи голограмм и восстановления волн высших порядков. Чувствительность увеличивается также при использовании излучо1П1я с длиной волны, близкой к резонансным линиям атомов и ионов, ч за счёт многократного прохождения света через объект. [c.507]

Впервые сообщение о применении линзовой оптики для голографической регистрации сфокусированного изображения содержалось в работе Л. Таннера [21], посвященной интерферометрическому исследованию фазовых объектов. [c.9]

В качестве объектов использовались квазиплоские диапозитивы с контрастным черно-белым и полутоновым изображениями. Условия наблюдения изображений, восстанавливаемых полученными голограммами сфокусированных изображений в белом свете протяженного источника, полностью аналогичны описанным в [29] условиям наблюдения интерферограмм, формируемых двукратно экспонированными френелевскими голограммами фазовых объектов. В плоскости сфокусированной голограммы симметрично относительно оси освещающего пучка локализуется пара изображений с ярко выраженной спектральной окраской. При изменении угла наблюдения в направлении, перпендикулярном направлению пространственной несущей, окраска изображений изменяется в пределах границ видимого спектра, в то время как сами они Остаются неподвижными. На рис. 3 приведены фотоснимки восстановленных изображений диапозитивов в случае, когда в качестве восстанавливающего источника белого света использовалась горящая свеча. [c.19]

Подача сфокусированного изображения объекта в плоскость голографической регистрации с помощью а кальной системы приводит к тому, что изображения, восстановленные в симметричных максимумах дифракции, характеризуются одинаковым полем зрения так же, как и в случае двукратно зкспонированных голограмм фазовых объектов. Спектральная окраска пары симметричных восстановленных изображений в обоих случаях распределена симметрично относительно оси освещающего пучка. [c.19]

Двукратно зкспонированные голограммы сфокусированных изображений фазовых объектов регистрировались в проходящем излучении с использованием матового рассеивателя в объектном пучке. В случае, когда отражающие объекты создавали заметное бликование , проводилась их диф- [c.57]

При сохранении предыдущих обозначений пусть функция Е у — у, z — z) представляет распределение амплитуд, вызываемое точечным источником в точке с лрийе-денными координатами у, z. Объект, с другой стороны, характеризуется коэффициентом переноса амплитуд Q y,z), который, очевидно, может быть и комплексным, если нужно учесть изменение фаз, как это бывает в случае фазовых объектов. Мы получим распределение амплитуд на изображении, составив сумму амплитуд, соответствующих различным точкам объекта [c.66]

Объекты такого вида, характеризуемые только изменениями оптического пути, а не изменениями амплитуды не заметны при обычных способах наблюдения. Мето фазового контраста, открытый голландским физикок Цернике (F. Zernike, 1946)позволил преобразовать разное фаз на объекте в соответствующие изменения амп литуд на изображении таким образом, фазовые объекть стали заметными. Ниже мы перейдем к краткому рас смотрению принципа этого метода. [c.107]

В работах [24, 27] отмечается, что при освещении когерентным пучком света голограммы фазовых объектов, заг(псанной методом двух экспозиций, интерференционная картину будет наблюдаться в любых сечениях дифрагированных пуч№в первого порядка. Однако в них этому явлению физическое объяснение не дается. Кроме того, утверждение в [27] о том, что восстановление интерференционных полос при освещении таких голограмм белым светом соответствует представлению о появлении картины муаровых полос при совмещении двух дифракционных решеток с несколько отличающимися периодами, не раскрывает физическую сущность этого явления. Как мы выше (разд. 4.2, 4.3) показали, при освещении голограммы амплитудных транспарантов (регулярных и нерегулярных) когерентным светом также восстанавливаются изображения объекта на любом сечении дифрагированных пучков не только первых порядков, но и изображения в нулевом порядке. Освещая такие голограммы белым светом, видим радужное, а диффузно-рассеянным белым светом — монотонное полное изображение объекта. [c.128]

Эксперименты по записи голографической иптерферограммы прозрачных объектов методом двух экспозиций проводились в адекватных условиях записи голограммы транспарантов (разд. 4.2.3). Фазовым объектом изучения служили куски оргстекла толщиной 5 мм, прямоугольной формы, размерами 6x6 см и диск диаметром 6 см с круглым отверстием посередине (1 см). Изменения состояния объекта производились путем сжатия объекта с помощью гидравлического пресса школьного типа. Расстояние от объекта до голограммы го составляло 0,7. м. После соответствующей фотохимической обработки голограммы отбеливались. [c.130]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...