Интерферометрия с усреднением во времени

Если мы рассмотрим схему таких измерений на основе метода Юнга (рис. 6. 48), то найдем ответ на вопрос, почему в этой схеме столь мало света, что возникают серьезные трудности с ее лекционной демонстрацией. Простые оценки показывают, что световой поток в интерферометре должен быть столь мал, что его средняя энергия <И не превышает одной десятитысячной от энергии кванта /iv. А это значит, что в каждую секунду излучается 10 — 10 фотонов, способных интерферировать. Если исходить из равномерного во времени их испускания, то между каждым попаданием такого фотона в интерферометр проходит Ю" — 10" с, в то время как путь его до приемника, как правило, не превышает 50 см, т.е. должен занимать менее 10" с. Следовательно, интерферометр подавляющую часть времени пуст, а пролетающий через него каждую микросекунду одиночный фотон попадает в одну из двух щелей с вероятностью, определяемой условиями эксперимента. Наблюдение за более длительный промежуток времени и дает на выходе статистическое усреднение, т.е. интерференционную картину. [c.451]

Режим нулевых полос в голографической интерферометрии в реальном времени более сложен, чем исследования с применением голографии двух экспозиций или с усреднением во времени, главным образом потому, что в первом случае трудно избежать изменений положения голографической пластинки относительно механического устройства, на котором укреплены оптические элементы и объект. В этом случае улучшить экспериментальные результаты поможет разработка устойчивой кинематической схемы для держателей пластинки, а также монтажа оптических элементов и держателей объекта [45]. Основной принцип состоит в том, чтобы в конструкции содержался минимум ограничивающих деталей, достаточный для исключения любой конкретной степени свободы движения объекта. Например, все держатели голограммных пластинок вне зависимости от того, используются они в интерферометрии или нет, должны содержать кинематический узел, сводящий к минимуму деформацию пластинки во время экспозиции. Чтобы ориентировать прямоугольную пластинку в плоскости как по положению, так и по углу, вполне достаточно использовать только три штифта. Аналогично требуются лишь три точки, чтобы установить положение этой плоскости следовательно, чтобы обеспечить точную ориентацию голограммной пластинки, держатель должен иметь только шесть опорных точек. Для поддержки пластинки относительно подкладок и для обеспечения сил трения, удерживающих пластинку относительно ориентирующих штифтов, приходится применять дополнительные штифты, однако эти силы трения не должны быть очень велики. Держатель пластинки, сконструированный с учетом кинематических принципов, не будет коробить пластинку и может быть использован для перемещения голограммы после экспозиции, но с достаточной степенью аккуратности, чтобы больше ничего в схеме не изменилось при этом условие нулевых полос будет соблюдаться по всему полю голограммы. [c.544]

В настоящее время для исследования вибропрочности элементов конструкций широко используют методы голографической интерферометрии с усреднением во времени, позволяющей точно определить положение узловых линий на интерферограмме, полученной с помощью непрерывного излучения лазера. Этот метод требует стабилизации оптической схемы голографического интерферометра и ограничивает амплитуду колебаний объекта величиной 2—3 мкм, а значит, возможность исследования в реальных условиях работы. Кроме того, при увеличении размеров объекта, например до 1,5—2 м, возникают трудности, связанные с ограничением мощности лазера непрерывного действия. [c.172]

Приведенную интерпретацию голографической интерферометрии колебательных движений дополним качественным описанием. Голографическую интерферометрию с временным усреднением можно рассматривать как интерферометрию с двойной экспозицией, при которой каждая экспозиция соответствует двум крайним положениям предмета. Такая трактовка оправдывается тем, что в этих положениях предмета скорость перемещения точек поверхности равна нулю и поэтому в положениях крайнего отклонения они пребывают дольше, чем в промежуточных. Узловые точки колеблющейся поверхности все время Неподвижны, поэтому при реконструкции они получаются наиболее яркими. Кроме этих основных интерференционных полос возникают полосы, соответствующие амплитудам отклонения в отдельных точках предмета. [c.165]

Использование ФРК в схеме голографической интерферометрии с усреднением во времени для целей голографической виброметрии оказывается наиболее естественным. В данном случае возможность непосредственного восстановления голограммы в процессе ее записи в ФРК представляется важнейшим достоинством. Оно позволяет непрерывным образом визуально (или на экране монитора) контролировать изменение пространственного распределения амплитуды колебаний по объекту при изменении частоты возбуждения f ее интенсивности, а также других факторов температуры, внешней нагрузки, изменений в конструкции и т. д. Отметим, что характерным временем усреднения М при подобной непрерывной методике является время записи-стирания голограммы в ФРК — Тдс- [c.215]

Оставшиеся флуктуирующие составляющие Ai i(0 и Ai2(0 складываются и поступают на схему умножения, выполненную на основе нелинейного электронного устройства. Произведение двух фототоков Ail (I) Ai2(0 затем подвергается усреднению за большое время снова посредством фильтра с импульсным откликом a t). Таким образом, интерферометр дает три выходных сигнала два пропорциональны средним значениям фототоков, а третий — ковариации этих двух фототоков. [c.259]

Методы голографической интерферометрии. Способы получения голографических интерферограмм делятся по принципу записи и восстановления взаимодействующих волновых полей, одно из которых образуется с помощью голограммы. Можно выделить следующие методы метод наблюдения изменений, происходящих с объектом в реальном времени метод двух экспозиций метод усреднения во времени. В последнее время успешно развивается голографическая спектроскопия и динамическая голография. Вначале рассмотрим различные методы интерферометрии. [c.398]

Метод многоэкспозиционной интерферометрии используется далее при рассмотрении метода с усреднением по времени. Отметим, что метод двух экспозиций в настоящее время получил широкое распространение при изучении быстропротекающих процессов, при исследовании топографии, деформаций объектов и фазовых неоднородностей. [c.401]

До сих пор одно Из главных применений голографии лежит в области голографического неразрушающего контроля (ГНК) и оказывается, что разработанные методы оптического ГНК или голо-графической интерферометрии являются действительно самым полезным результатом этих применений. Недавно эта тема была превосходно изложена в книге [19] полезной также является книга Кольера и др. [15]. Некоторые сведения по этому вопросу можно найти в 10.4 настоящей книги. Последующее содержание настоящего параграфа требует от читателя понимания таких терминов, как реальное время, двойная экспозиция и методы усреднения по времени, рассмотренные в указанной выше литературе. Поэтому мы здесь сконцентрируем внимание на некоторых конкретных системах ГНК, чтобы дать некоторое практическое руководство для конструирования обычных голографических систем. [c.320]

Интерферометрия с усреднением по време-н и. Принцип метода можно рассмотреть с позиций многоэкспозиционной интерферометрии. При этом непрерывную регистрацию объектного поля представим как экспозицию бесконечного множества дискретных состояний объекта. Зарегистрированная таким образом голограмма на этапе восстановления формирует множество изображений, которые суммируются с учетом амплитудно-фазовых соотношений и образуют интерференционную картину. Метод интерферометрии с усреднением по времени был предложен Пауэлом и Стетсоном для изучения вибрирующих объектов. [c.403]

Оценки упрощаются при применении метода к частному случаю, когда время усреднения для стационарного сигнала выбирается больщим по сравнению с корреляционным временем, а для импульсного излучения оно принимается равным полной длительности сигнала (во втором случае величину т следует изменять от импульса к импульсу). Тогда выходной сигнал зависит еще лищь от т. Из функции Ф(т) можно непосредственно определить время корреляции излучения, а тем самым и обратную величину — щирину линии А/ . Таким образом, рассматриваемый частный случай аналогичен обычному процессу измерения, выполняемому с двухлучевым интерферометром, например интерферометром Майкельсона с интегрирующим приемником (корреляционное время много меньше времени интегрирования). Мы приходим к выводу, что описанное устрой-ство позволяет измерить корреляционную функцию 6(0 ( + т) электромагнитного излучения с напряженностью поля (0- Достигаемая в рассматриваемом частном случае разрешающая способность в значительной мере задается стабильностью интерферометра, существенно зависящей от длины пути запаздывания тс. (Для того чтобы в действительности при помощи описанного метода получить разрешение порядка нескольких герц, потребовалось бы, чтобы длина пути запаздывания была порядка 10 м и поддерживалась во время измерения постоянной с точностью до ) [c.54]

Первой среди трезс способов была освоена интерферометрия с усредненным временем. Эта техника, описанная Робертом Л. Пауллом и Карлом А. Стетсоном во время их пребывания в Мичигане, основана на использовании длительной экспозиции для регистрации движения объекта. Первоначально она была применена для изучения быстро вибрирующих предметов. Этот метод аналогичен методу фотосъемки качающегося маятника с большой экспозицией в обычной фотографии. В то время как при большой экспозиции едущего автомобиля изображение представляет собой смазанное пятно, при такой же экспозиции маятника получаются вполне различимые изображения в двух крайних его положениях. Причина, конечно, в том, что маятник задерживается здесь дольше, чем в других точках движения, так что на фотоэмульсии эти точки регистрируются с большей плотностью. Подобно этому голограмма, сделанная с долгой экспозицией (долгой по сравнению с периодом колебаний предмета), с большей плотностью регистрирует волновые фрон- [c.108]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...