Согласование волновых фронтов

МОЩНОСТИ, интерферометрия может быть осуществлена и с менее идеальным источником, но при условии, что в оптическом устройстве происходит компенсация длин оптических путей и согласование волновых фронтов [121. Так как ни один лазер не дает совершенно когерентного света, в любом эксперименте необходимо некоторое согласование способы такого согласования мы обсудим в разделах, посвященных рассмотрению отдельных экспериментов. [c.510]

Синтезированная апертура 18 Синтезированные голограммы 206, 225—235 Скрытое изображение 98, 99 Случайные процессы 83, 402 Согласование волновых фронтов 513 Согласованный фильтр 93, 342 [c.732]

В этом параграфе рассматривалась поперечная лучевая аберрация и ее связь с процедурой согласования Волновых фронтов, описанная в п. 3.2.1. Отметим, что кроме этих двух методов из геометрической теории оптического, изображения можно было бы также использовать дифракционную теорию аберраций [3.5, с. 459 3.79, 3.80, с. 317]. Тогда могли бы рассчитать изофоты в некоторой опорной плоскости. Полученные затем кривые или фотографии были бы аналогичны тем, которые представлены в вышеуказанных работах и в [3.79, рис. 45—48, 50]. [c.66]

Пунктиром обозначен входной оптический смесительный блок, в котором осуществляется необходимое согласование волновых фронтов оптических колебаний. [c.70]

Общая идея синтеза гибридных голограмм состоит в том, чтобы производить запись синтезированных голограмм на носитель, который уже содержит сформированную заранее с помощью специальных средств аналоговую голограмму, предназначенную для согласования записываемой голограммы с условиями ее наблюдения и освещения [37, 164]. В процессе записи синтезированная голограмма осуществляет модуляцию этой аналоговой голограммы, так что восстановленный волновой фронт определяется не каждой голограммой в отдельности, а произведением амплитуд волновых фронтов от каждой голограммы. [c.138]

Если нужно получить копию отражательной голограммы, необходимо придерживаться выполнения тех же условий кривизна, направление и длина волны восстанавливающего волнового фронта должны быть тщательно согласованными с оригиналом, чтобы получить по возможности лучшее восстановление изображения. Для этого требуется, чтобы голограмма-оригинал и копия, показанные на рис. 3, поменялись местами при этом восстанавливающая волна, проходя через фотоэмульсию, предназначенную для копии, освещает голограмму-оригинал. В результате интерференции освещающей волны с отраженной дифрагированной волной восстановленного изображения образуется картина интерференционных полос, записываемая копией. Если в качестве голограммы-оригинала используется отражательная голограмма поглощательного типа, которой свойственна особенно низкая дифракционная эффективность, то контраст системы интерференционных полос, как правило, оказывается очень низким. Все это приводит к низкой дифракционной эффективности самой копии. С другой стороны, отражательные голограммы фазового типа, которые характеризуются значительно большей диффракционной эффективностью, во многих случаях дают великолепные реплики. [c.412]

С другой стороны, как условие синхронизма, так и дополнительное условие согласования фаз (3.174) накладывают ограничения на угловой спектр усиливаемого пучка. При использовании волн накачки с плоскими волновыми фронтами только сигнальная волна с плоским фронтом будет усиливаться с максимальным коэффициентом усиления, определяемым соотношением (3.178). Таким образом, описанный усилитель является одновременно фильтром пространственных частот сигнала. [c.123]

Для падающей на кристалл волны 2 со сложным волновым фронтом рождающаяся при появлении генерации отраженная волна 1 является комплексно-сопряженной, т.е. Поскольку в данной схеме нет в обычном смысле пары сопряженных волн накачки, падающая волна имеет нерегулярный волновой фронт, и в петлю обратной связи частот вносят фокусирующие элементы для согласования диаметров пятен падающей и возвращенной волн на кристалле. Вопрос о сопряженном характере отраженной волны не является столь очевидным. [c.143]

В п. 4.2.5 были изложены теоретические основы действия двустороннего обращающего зеркала с взаимно некогерентными пучками накачки. Ниже в гл. 7, будут продемонстрированы его богатые возможности в коррекции волновых фронтов лазерных пучков, их сведения и др. Здесь же в соответствии с темой 6.4 опишем синхронизацию лазеров с помощью двустороннего обращающего зеркала [23]. Два аргоновых лазера с длинами резонаторов Lj = 1,3 м и L2 = 13 м вместе с двусторонним обращающим зеркалом на ВаТ Рз образовывали гибридный лазер с активными средами в обоих плечах единого резонатора по схеме рис. 6.5г. Зеркало З2 было заменено элементом с переменным пропусканием Т 0,2, а зеркало Зз убиралось. С помощью продольного перемещения уголкового отражателя УО производилось согласование оптических длин обоих плеч. При этом без какой-либо специальной стабилизации лазеров удалось получить связанную генерацию на единых частотах в течение 1 мс. [c.206]

Основная роль, которую исполняет динамическая голограмма в объеме ФРК, — согласование резонаторов этих лазеров или преобразование поперечного распределения поля световой волны одного лазера в обраш,енную реплику волнового фронта, генерируемого другим лазером. Две типичные схемы таких систем представлены на рис. 9.11. [c.233]

Второй недостаток источников света — их конечная протяженность. Источники естественного света состоят из множества излучателей, испускающих монохроматические волны с разными и случайными относительными фазами в течение времени когерентности. Внутри довольно малого пространственно-временного интервала возможна довольно высокая степень корреляции в пространственно-амплитудном распределении, обусловленная согласованным действием излучателей, образующих волновой фронт. Если же корреляции амплитуд в последовательные моменты времени нет, то пространственная когерентность отсутствует. В лазерах пространственно распределенные источники вынуждены излучать в фазе и область пространственной [c.363]

В системе с оптическим гетеродином не так важны шумы темпового тока (которые можно уменьшить, пользуясь лазерным гетеродином с низким уровнем шумов), как согласование и правильная настройка соответствуюш,их волновых фронтов принимаемого сигнала и гетеродина. [c.484]

Выясним теперь, какие требования к параметрам резонатора следуют из условия согласования. Очевидно, условие согласования резонаторов будет выполнено, если комплексные параметры мод обоих резонаторов вблизи среднего зеркала будут равны. Кроме того, так как радиусы кривизны волновых фронтов мод на зеркалах равны радиусам кривизны зеркал, то достаточно потребовать, чтобы в связанных резонаторах на среднем зеркале были равны величины [c.180]

На рис. 2.53 показана типичная схема согласования. Здесь 1 — первый резонатор, 2 — второй резонатор, 3— согласующая линза (фокусное расстояние /) А я В — точки исходного и вторичного гауссовых пучков, в которых пучки имеют плоский волновой фронт (точки перетяжки пучков). Радиусы пучков в точках Л и В обозначим соответственно через рю и Pao расстояния от согласующей [c.180]

Первой нашей задачей будет согласование волны в выходном отверстий рупора при х = I со звуковым полем во внешнем пространстве. Так как поверхности равной фазы не плоски, это согласование не так просто, как в трубе постоянного сечения (см. формулу (23.13)). Пренебрегая в первом приближении вторым членом в форме (24.17), характеризующим отклонение волновых фронтов от плоской формы, мы получим следующее уравнение согласования импедансов, из которого можно определить ф [c.312]

В задачах о распространении волн важным вопросом является возможность существования волнового фронта, несущего разрывы производных, и это дает простейшую связь, указывающую на согласованность с анализом, проведенным для систем первого порядка. Очевидно, что в тех случаях, когда уравнение [c.142]

На длине волны 10,6 мкм становится целесообразным использовать гетеродинное детектирование благодаря его высокой чувствительности. Оно широко используется в СВЧ детекторах. Волна от гетеродина смешивается с принятой модулированной волной в области детекторного р-п-перехода. Если оба источника излучения являются когерентными и сохраняют свою взаимную когерентность в области детектора, ток фотодиода будет содержать компоненту, которая изменяется с разностной частотой. Говоря языком радиотехники, выделяется промежуточная частота (ПЧ). Она имеет ту же самую модуляцию, которая была и у принятой оптической волны. Чувствительность детектирования сильно ухудшается, если рассогласование волновых фронтов двух пучков на площади фотодетектора становится больше нескольких процентов от длины волны, а также если распределения интенсивности и поляризации не согласованы между собой. На практике требуемая точность согласования недостижима на длине волны 1 мкм, но становится вполне возможной на 10,6 мкм. [c.418]

КОЛЕБАНИЯ кристаллической РЕШЁТКИ согласованные смещения атомов или молекул, образующих кристалл, относительно их положений равновесия (см. также Динамика кристаллической решётки). Если смещения малы и справедливо т. н. гармония, приближение, то независимыми собственными К. к. р. являются нормальные колебания (моды), каждое из к-рых вовлекает в движение все ато.мы кристалла. Нормальное колебание имеет вид плоской волны, характеризующейся волновым вектором к, к-рый определяет направление распространения фронта волны и её длину X, вектором поляризации е(/с), указывающим направление смещения атомов в волне. В процессе нормального колебания все атомы кристалла колеблются около положений равновесия по гармония. закону с одинаковой частотой (o=o)j(/ ) (s=l, 2, 3,. .. 3v), где s — номер ветви закона дисперсии, v — число атомов в элементарной ячейке кристалла. Т. о., одному и тому же к отвечает 3v мод, отличающихся [c.403]

Очень важно соблюдать симметрию оптических элементов, поскольку фазы любых участков волнового фронта н идентичны, если только не используется идеальный одномодовый лазер. В случае применения многомодовых лазеров для достижения высокой мош,ности имеет большое значение пространственное согласование волновых фронтов опорного и объектного пучков на голограмме, так чтобы контраст полос оставался постоянным. На раннем этапе развития, когда в голографии использовались импульсные лазеры, многое зависело от тш,ательности согласования волновых фронтов было разработано несколько устройств, обеспечиваюш,их то, чтобы волны прибывали в плоскость голограммы с перекрытием одних и тех же участков [12]. После того как с помощью оптических элементов удалось скомпенсировать разности длин оптических путей и согласовать волновые фронты, необходимо соблюсти осторожность, чтобы направление поляризации обоих пучков сохранялось без изменения, ибо ортогонально поляризованные пучки не интерферируют и, следовательно, не могут сформировать голограмму. [c.513]

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]

При использовании одномодовых лазеров без частотной селекции типов колебаний (Л Г-36, Л Г-38) следует учитывать, что длина когерентности их излучения не превосходит 20 см. Интерферометрические исследования можно проводить и с помощью многомодовых нестабилизированных лазеров (ЛГ-34, Л Г-35, ЛГ-126, генерирующих излучение с длинами волн 0,63 и 1,15 мкм, и ЛГ-75), но при условии согласования волновых фронтов и компенсации длин оптических путей измерительного и опорного пучков. [c.180]

На рис. 13 показана схема системы, используемой одним из авторов в установке голографической корреляции. При проведении конкретных исследований эту геометрию можно изменить в некоторых рамках. В процессе испытаний волновой фронт h x, у), рассеянный участком поверхности находящегося под нагрузкой испытуемого объекта, проходит через линзу, выполняющую преобразование Фурье, и на выходе этой линзы мы имеем фурье-образ F h x, у) . Затем объектный волновой фронт проходит через согласованный фильтр Вандер Люгта [59], на выходе которого образуется произведение F h(x, y) F s x, у) , где s(x, у) — волновой фронт, рассеянный ненагруженным исследуемым объектом. Ниже мы обсудим устройство фильтра Вандер Люгта. На это произведение затем [c.342]

Если по условию испытания возникла необходимость применить корреляционную подсистему, то будет записываться голограмма Фурье (согласованный фильтр Вандер Люгта) испытуемого объекта в ненагруженном состоянии. Данные, получаемые в этой подсистеме и подлежащие оценке, записываются в виде интенсивности двух коррелирующих волновых фронтов (от ненагруженного и нагруженного объектов). Как было показано в разд. 8.4.5, эта интенсивность является индикатором трещин или деформаций в интересующем нас участке. [c.349]

Ранее основное внимание уделялось обработке цифровых данных с голографической записью и последующим считыванием в непрерывно изменяемой фоточувствительной среде. Были продемонстрированы также некоторые логические операции между страницами данных без непрерывной голографической записи. Например, операция сравнения ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ может быть осуществлена с использованием предварительно записанной постоянной голограммы на тестовой странице. Если искомая согласованная страница находится в составителе страниц и при этом фаза опорного пучка сдвинута на 180° по отношению к фазе при записи тестовой страницы, а амплитуды равны, то для прошедшей объектной волны можно получить нулевой результат (темный участок, или логический нуль). Этот принцип используется в интегрированном оптическом компараторе Баттелла (см., например, статью Кенана и др. [20]). В этом интегрированном оптическом приборе на основе ниобата лития две управляемые волны интерферируют в фоточувствительной области, легированной железом, в результате чего записывается, а затем фиксируется (из-за процессов миграции ионов) голограмма. Один из управляемых волновых фронтов уже претерпел дифракцию на распределении показателя преломления, созданном последовательностью поверхностных электродов. После того как записана и зафиксирована тестовая голограмма, на последовательность электродов можно наложить другой сигнал. При соответствующей амплитуде опорного пучка и сдвиге его фазы па 180° относительно фазы при записи нуль на выходе получается только при совпадении входного сигнала и сигнала, использованного при исходной записи. Применяя регистратор нуля, на выходе получим сигнал только в случае, когда исследуемые данные согласованы с предварительно записанным сигналом. На рис. 10 показана схема другого прибора такого типа. В этой системе канал двоичных данных непрерывно исследует сегменты т-битовых слов, которые путем осуществления операции ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ сравниваются с п словами, заранее записанньшк на основной голограмме Фурье. Амплитуду опорного пучка необходимо все время регулировать в соответствии с пропусканием слова по ходу составителя страниц. Если слово на входе системы соответствует любому из записанных ранее слов, то на выходе появляется нуль для любых адресных положений этого слова в [c.449]

С помощью поляризационного обращения волнового фронта удалось существенно улучшить качество передаваемого изображения и отношение сигнал/шум при использовании многомодовых волокон длиной до 100 м (диаметр оболочки 100 мкм, числовая апертура 0,3) [35, 42]. Пригодной оказалась только двухпроходовая геометрия (п. 7.2.1), показанная на рис. 7.9. Поляризатор вместе с пластинкой служили для оптической изоляции лазера накачки от паразитных рефлексов. Относительная интенсивность паразитной компоненты поляризации PijPi была достаточно низка и составляла 4-10 при полной апертуре и 10 при уменьшенной апертуре, согласованной с входным изображением. [c.233]

Практически указанные выше характеристики нужно оценивать, исходя из требований, предъявляемых к системе. Ни лазерный предусилитель, ни лазерный гетеродин не могут обладать характеристиками, рассчитанными на основе упрош,енной теории. В видимой области спектра сравнительно велик квантовый выход фотокатодов и имеются лампы бегущей волны с фотокатодом с шириной полосы, необходимой для того, чтобы пропустить большие и довольно резкие отклонения гетеродинированной разностной частоты. Поэтому при использовании здесь лазеров с малым усилением гетеродинные системы очень привлекательны своей широкой полосой и превосходным ОСШ. Предполагается, конечно, что при согласовании и настройке волновых фронтов не возникнет других затруднений из-за тепловых дрейфов и виб-раций- [c.485]

Связанные резонаторы (рис. 3.5) являются согласованными, если поперечные распределения мод отдельных резонаторов и радиусы кривизны их волновых фронтов совпадают по обе стороны от связывающего эти резонаторы зеркала. Если это условие согласования выполпепо, то пучок, являющийся модой, скажем, правого резонатора и проходящий через среднее зеркало, попадает точно в такую же моду левого резонатора. Аналогично, мода левого резонатора, проходя через среднее зеркало, попадает точно в моду правого резонатора. [c.179]

Широкий круг проблем оптического неразрушающего контроля, нелинейной оптики, оптической обработки информации подводит к постановке задачи формирования волнового фронта сложной формы с переменным распределением интенсивности по его поверхности. Достаточно упомянуть проблему создания световых реперных знаков или координатной сетки па криволинейных зеркальных или прозрачных поверхностях типа изогнутых лобовых стекол, роговицы иссле уемого офтальмологами глаза и др. Другая важная проблема — формирование волны накачки при обращении волнового фронта, основанное на нелинейных эффектах вынужденного рассеяния либо на 3-4-волновом взаимодействии волн. Интересна также задача создания фазового оптического пространственного фильтра, согласованного с неплоским объектом при распознавании образов. [c.564]

Для решения проблем, связанных с согласованием резонаторов, удобно выразить гауссовскую моду через положение ее шейки (внутри или вне резонатора) и через ее диаметр. Эти параметрь можно получить, если вспомнить, что в месте положения шейки волновой фронт представляет собой фронт плоской волны (имеющий бесконечный радиус кривизны) и, следовательно, комплексный параметр пучка является чисто мнимой величиной. Если есть, расстояние от шейки до зеркала А, то мы имеем [c.174]

Внешние задачи для уравнения Гельмгольца первоначально изучались методами теории потенциала в соответствии с классической схемой, развитой для уравнения Лапласа (см. Гюнтер [ 1], Келлог [1]). Здесь принципиальную трудность представляет доказательство теорем единственности, так как при вещественных со мы имеем дело с точками непрерывного спектра. Фактически мы вынуждены искать решения, не принадлежащие обычному пространству L , Теоремы единственности следуют тогда из условия излучения Зоммерфельда, которое означает, что поток энергии направлен в бесконечность, а не из бесконечности (см. Зоммерфельд [ 1], Реллих [ 2], а также Розо [ 4] по поюду других ситуаций). Другая интерпретация условия излучения да-нав 8 (возможность согласования невозмущенной зоны с волновым фронтом). [c.389]

Фронт световой волны, искаженный транс Кфантом, может направляться на согласованный пространственный фильтр. Он обладает тем свойством, что компенсирует Скаже1И1я волнового фронта, если падающая на него волна является [c.315]

Моделирование позволило отметить некоторые особенности аналогового вычисления суммарного изображения Это, прежде всего, отсутствие регистрации проекций, которое позволяет избежать погрешностей их съема и ввода в ЭВМ, т. е в этом случае восстанов тение искомого распределения осуществляется в отсутствие шумов При моделировании указанная особенность томографической Интерферометрии учитывалась Однако при реализации некоторых математических операций в оптических системах с преобразованием волнового фронта возможно их неточное выполнение из-за аберраций оптических элементов и погрешности юстировки. В томографическом интерферометре искажения, обусловленные аберрациями, устранялись голографической регистрацией волнового фронта. Возможная ошибка ( 30 ) из-за неточности согласования углов зондирования и поворота волнового фронта была равна погрешности из-за дискретизации проекций при цифровом вычислении суммарного изображения на сетке 51X51 отсчетов [c.138]

Постоянная времени срабатывания ячейки Поккельса определяется двумя причинами — затягиванием фронта электрического импульса на емкости ячейки С с характерным временем tф=p (р — волновое сопротивление подводящих напряжение кабелей) и конечньш временем распространения электрического импульса по кристаллу — tp=D v (О—диаметр кристалла, V — скорость распространения поля). На практике, как правило, более важной является первая причина, которая при тщательном согласовании всех параметров удерживает длительность фронта электрического импульса на уровне нескольких сотен пикосекунд, что позволяет формировать импульсы длительностью 0,5—1 не. [c.214]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...