Волны когерентные, способы получения

Волны когерентные, способы получения 149 [c.348]

Мы должны различать свойства опорной. волны и волны, освещающей объект, с одной стороны, и свойства восстанавливающей волны — с другой. Термин некогерентная голограмма обычно сохраняется за голограммами, записанными при использовании некогерентного света. При записи некогерентной голограммы интерференционные полосы образуются благодаря интерференции света от какой-либо точки изображения с самим собой. Для этого формируют два изображения объекта с помощью делительного устройства. Свет от соответствующих точек изображения является когерентным и может интерферировать. Свет, который не интерферирует, образует фоновое освещение голограммы [81. Другой способ получения интерференционных полос, когда источник света имеет низкую когерентность, заключается в формировании на голограмме изображения решетки и помещении объекта в один из порядков этой решетки [91. [c.148]

Способы получения когерентных волн в оптике. Чтобы осуществить двухлучевую интерференцию, необходимо иметь две монохроматические волны одинаковой частоты. Такие волны, по определению, имеют бесконечную продолжительность по времени. Ясно, что в природе они не существуют. Поэтому приходится ограничиться квазимонохроматическими волнами. [c.149]

По мере осознания необходимости получения мощных источников когерентного света физики исследовали различные способы их генерации и аналогично генерации радиоволн пытались применить для этой цели электронные потоки и объемные резонаторы. Однако размеры резонатора должны быть соизмеримы с длиной волны, что в данном случае трудно осуществимо. Традиционное для радиотехники генерирование колебаний при помощи электронных потоков в данном случае оказалось неосуществимым и получение когерентных электромагнитных колебаний в оптическом диапазоне было осуществлено средствами квантовой электроники. [c.118]

Для контроля дефектов участков изделий, находящихся в труднодоступных местах, перспективен метод голографической эндоскопии. В отличие от традиционных способов эндоскопии с помощью волоконно-оптических элементов (ВОЭ) здесь появляется возможность получения объемных изображений внутренних полостей изделий при углах обзора, близких к предельным. Для систем голографической эндоскопии разработаны специальные ВОЭ, обеспечивающие малые потери лазерного излучения и сохранение его когерентности. Применение лазеров в эндоскопии позволило также использовать эффект квантового усиления света с помощью ВОЭ из оптически активных материалов для резкого (в 10 —10 раз) увеличения яркости изображения, улучшения его контрастности. Накачка ВОЭ производится при этом с помощью одиночных импульсных ламп, а объект освещается лазерным светом с длиной волны, соответствующей резонансной частоте световодов.. [c.99]

Дополнительный способ описания различия между излучениями лазера и теплового источника состоит в том, что для соответствующих полей вводятся должным образом определенные функции когерентности высшего порядка. Действительно, в разд. 7.5 когерентные свойства волны были определены с помощью корреляционной функции Поскольку эта функция включает в себя произведение сигналов, полученных в два разных момента времени или в двух различных точках пространства, она называется корреляционной функцией первого порядка. Соответственно степень когерентности, определяемая с помощью этих функций, описывает статистические свойства волны только первого порядка. В действительности, чтобы получить полное описание поля, необходимо ввести целый класс корреляционных функций высшего порядка. Для краткости обозначим пространственные и временные координаты точки через Xi= ri, ti). При этом корреляционную функцию л-го порядка можно определить следующим образом [c.473]

Полученную голограмму восстанавливают с помощью оптич. установки (рис. 4), состоящей из источника когерентного света 1 — лазера, обычно работающего в непрерывном режиме генерации, коллиматора 2, создающего параллельный пучок света (плоская восстанавливающая волна), плоскости голограммы 4, линзы или объектива 6 для увеличения восстановленного изображения и плоскости регистрации 9. Способ сканирования одиночным приёмником требует достаточного времени для съёма голограммы (5—10 минут), но благодаря простоте он широко применяется в лабораторных голографических исследованиях и в системах УЗ-вой дефектоскопии. [c.92]

С увеличением Н увеличивают L. добиваясь сохранения высокой разрешающей способности. Предельные значения L ограничивает конфигурация ОК, а с физической точки зрения — область углов 0, в пределах которых излучается волна данного типа. Например, для продольных волн, излучаемых и принимаемых точечным источником, 0 фт==ЗО°, как следует из рис. 1.33. Отсюда получают 21 2% предельная фронтальная разрешающая способность равняется двум длинам волн. Этот вывод уже был получен для фокусирующих преобразователей (1.68). Для реализации когерентной обработки требуется применять импульсы большой длительности. В результате ухудшается лучевая разрешающая способность. Чтобы избежать этого, применяют многочастотный способ контроля с последующим формированием из разных гармоник коротких импульсов с использованием анализа Фурье. [c.270]

Принцип действия всех И. одинаков, и различаются они лишь методами получения когерентных волн и тем, какая величина непосредственно измеряется. Пучок света с помощью того или иного устройства пространственно разделяется на два или большее число когерентных пучков (см. Когерентность), к-рые проходят разл. оптич. пути, а затем сводятся вместе, и наблюдается результат их интерференции (см. Интерференция света). Вид интерференционной картины зависит от способа разделения пучка света на когерентные пучки, от числа интерферирующих пучков, оптич. разности хода, относит, интенсивности, размеров источника, спектр, состава света. [c.225]

В практических схемах интерферометров основным способом получения двух пространственно разделенных когерентных пучков света является способ амплитудного деления волны от одного источника света при помощи плоскопараллельных стеклянных пластин. В практике газодинамических исследований наибольщее распространение получила схема интерферометра Цендера — Маха. В качестве источника света в этом интерферометре используются лампы накаливания или газоразрядные лампы. Ввиду ограниченной когерентности таких источников света возникают трудности при юстировке и наладке интерферометров. К качеству смотровых окон в таких приборах предъявляются особо жесткие требования. Кроме того, они имеют сложную конструкцию и малую разность хода лучей. [c.223]

Когерентные световые волны создавались и раньще, в долазерный период, но это осуществлялось, с помощью специальных оптических устройств. Простейший способ получения интерференционной картины изображен на рис. 11. В точке А находится обычный источник света. Перед ним поставлен экран / с узкими щелями а и б. Они становятся новыми источниками света, распространяющегося во всех направлениях. Однако эти вторичные источники не независимы, они связаны историей своего происхождения, когерентны. В результате сложения волн, исходящих от источников а и б, на экране 2 образуется совокупность интерференционных полос, поочередно светлых и темных. [c.28]

Любой точечный источник света создает пространственно когерентные колебания. И сферические, и плоские волны обладают пространственной когерентностью. Сферические волны пространственно когерентны именно потому, что они как раз и представляют собой колебания, которые создаются точечным источником света. Пространственная когерентность плоских волн обьясняется тем, что любой строго параллельный пучок плоских волн можно рассматривать как исходящий из бесконечно удаленного точечного источника. С помощью линзы пучок нетрудно сф Окусиро-вать в точку, а будучи сфокусированными таким способом в точку, волны затем распространяются в виде конусообразного пучка света волновые фронты в. этом пучке искривляются подобно поверхности сферы, т. е. образуется уже известная расходящаяся сферическая волна (или пучок). В описанном явлении скрыта одна из причин непригодности обычной. электрической лампы накаливания для получения интерференционных картин по размерам ее явно нельзя отнести к точечным источникам света. [c.12]

Таким образом, от двух источников можно наблюдать неподвижную интерференционную картину только при условии, что сдвиг фаз между ними длительно остается постоянным. Для этого, как мы убедились, не только частоты волн, излучаемых обоими источниками, должны совпадать, но не должно происходить никаких изменений в разности фаз волн, приходящих в каждую точку от обоих источников. Источники, удовлетворяющие этим условиям, называются когерентными. Обеспечить когерентность двух источников можно различными способами. Наиболее простым способом является получение двух волн от одного и того же источника. Все рассмотренные ранее случаи интерференции падающих и отраженных волн относились к этому случаю когерентность обеспечивалась тем, что падающая и отраженная волны происходят от одного источника. Для того чтобы получить интерференцию волн, исходящих от двух различных источников, должны быть приняты специальные меры, обеспечи-Рис. 457. вающие когерентность этих источников [c.712]

Оптичеср1й неразрушающий контроль основан на взаимодействии электромагнитного излучения с контролируемым объектом и регистрации результатов этого взаимодействия. Методы, относящиеся к оптическому НК по ГОСТ 24521-80, различаются длиной волны излучения или их комбинацией, способами регистрации и обработки результатов взаимодействия излучения с объектом. Общим для всех методов является диапазон длин волн электромагнитного излучения который составляет 10" ...10 м (3 10 .,.3 10 Гц) и охватывает диапазоны ультрафиолетового (УФ), видимого (ВИ) ((3,8...7,8) 10" м) и инфракрасного (ИК) излучения, а также информационные параметры оптического излучения, которыми являются пространственно-временное распределение его амплитуды, частоты, фазы, поляризации и степени когерентности. Изменение этих параметров при взаимодействии с объектом контроля в соответствии с основными физическими явлениями (интерференции, поляризации, дифрак-ции преломления, отражения, рассеяния, поглощения и дисперсии излучения), а также изменения характеристик самого объекта в результате эффектов люминесценции, фотоупругости, фотозфомизма и др. используют для получения дефектоскопической информации. Оптическое излучение — это электромагнитное излучение, возникновение которого связано с движением электрически заряженных частиц, переходом их с более высокого уровня энергии на более низкий. При этом происходит испускание световых фотонов. [c.53]

Наблюдать интерференцию световых волн можно лишь при пределенных условиях. Для получения когерентных колебаний на практике используют различные способы деления одного первичного пучка на два и более. Это деление можно осушествить путем расшепления пучка при частичном отражении света (деление амплитуды волны), с помошью установки диафрагм на пути распространения пучка (деление фронта волны), образованием интерферирующих пучков при двойном лучепреломлении (поляризационное деление пучка). Все названные случаи получения когерентных пучков рассмотрены далее. [c.103]

Мы видим, что интеграл (21) совпадает с интегралом, который появляется в другом случае, а именно при вычислении на основе принципа Гюйгенса — Френеля комплексного возмущения в дифракционной картине, возникающей при дифракции сферической волпы на отверстии в непрозрачном экране. Точнее, (21) означает, что комплексная степень когерентности, которая описывает корреляцию колебаний в фиксированной точке Р и переменной точке Pi плоскости, освещенной протяженным квазимонохроматическим первичным источником, равна нормированной комплексной амплитуде в соответствующей точке Pi некоторой дифракционной картины с центром в точке Р . Эта картина получится, если заменить источник дифракционным отверстием такого же размера и формы и заполнить его сферической волной, сходящейся в Ро, причем распределение амплитуд по волновому фронту в отверстии должно быть пропорциональным распределению интенсивности по источнику. Этот результат впервые был получен Ван-Циттертом 18], а позднее, более простым способом, Цернике fil]. Мы будем именовать его теоремой Ван-Циттерта—Цернике. [c.468]

Как и функции когерентности, которые мы рассматривали ранее, элементы матрицы когерентности заданной волны можно определить посредством относите/льно простых экспериментов. Это можно сделать различными способами. Необходимо лишь измерить интенсивность для нескольких различных значений 0 (ориентации поляризатора) и е (запаздывания, обусловленного компенсатором) и решить соответствующие соотношения, полученные из (3). Пусть 9, е обозначает результаты измерений, соогветствующие определенной паре значений Э, в. Удобно использовать следующие их значения [c.502]

Основной принцип получения акустич. голографич. изображений аналогичен оптич. Г. сначала регистрируется картина, полученная в результате интерференции двух звуковых волн — рассеянной предметом и опорной, а затем по полученной записи — акустической голограмме — восстанавливается либо исходное изображение предмета, либо структура рассеянного этим предметом поля на нек-ром расстоянии от него. В акустич. Г., особенно используюш,ей УЗ-вой диапазон частот, восстановление исходного поля по акустич. голограмме обычно производится с помощ,ью когерентного света подобно тому, как восстанавливается оптич. голограмма. С появлением быстродействуюш пх ЭВМ и развитием алгоритмов быстрого преобразования Фурье стало возможным осуществлять цифровое восстановление акустич. голограмм, особенно на низких и звуковых частотах. Для того чтобы оптически восстановить голограмму, её надо сделать видимой. С этой целью применяются различные способы визуализации звуковых полей. Оптич. изображение акустич. голограммы может быть зафиксировано на фотоплёнке и затем восстановлено в когерентном свете. [c.90]

Метод поверхностного рельефа. Наибольшее распространение получили способы, основанные на методе поверхностного рельефа. Звуковая волна, падаюш ая на отра-жаюш ую поверхность воды, создаёт на ней давление звукового излучения, пропорциональное интенсивности звука, и деформирует её. Если деформированную поверхность осветить когерентным светом, то возникает фазовая модуляция отражённого света, к-рую для получения оптич. изображения необходимо превратить в амплитудную. Это можно сделать, напр., применяя теневой метод или метод фазового контраста. Однако при этом очень плохо передаётся информация о низких пространственных частотах, к-рые доминируют в акустич. изображении. Голографич. метод регистрации позволяет устранить этот недостаток и передать информацию о низкочастотной структуре изображения, поскольку её можно перенести на высокочастотную пространственную несуш ую — опорный пучок. Одной из разновидностей метода является т. н. безлин-зовая Г., при к-рой предмет 3 (рис. 6) [c.93]

Свет же лазера очень монохроматичен, имеет необыкновенную пространственную когерентность и, тем самым, делает ненужными дополнительные процессы, описанные выше. Получаемый свет на несколько порядков сильнее монохроматичного пространственно-когерентного света, получаемого от других источников. Следовательно, лазер сильно превосхо дит все другие известные источники для фотографии на основе восстановления фронта волны, и уже достигнутые интересные результаты в большой степени связаны с ним. Возникает естественный вопрос, какое применение может найти эта высококачественная техника получения волнующих и необычных изображений. Со времени открытия Габора было предложено много способов использования процесса восстановления фронта волны, а совсем недавно число предложений возросло еще больше. [c.102]

При определении коэффициента когерентности следует иметь в виду, что математически когерентность может быть оценена различными способами, в зависимости от алгоритма разделения когерентной компоненты записи от нерегулярной. Наиболее широко используются способы определения когерентности при анализе скоростей для суммирования в МОГТ. Мы отдаем предпочтение способу, использующему преобразование Гильберта вместо интегрирования в окне, который позволяет оценивать мгновенную когерентность для каждого текущего отсчета трасс временного разреза. Два преимущества сведены воедино в этом способе — возможность получения двухмерного изображения мгновенной когерентности волн и однозначный физический смысл мгновенной когерентности как меры отношения сигнал/помеха. [c.12]

Значительное количество экспериментальных исследований in situ в настоящее время связано с изучением трещиноватости и флюидонасыщения. Причем, первому вопросу на последних конференциях SEG и EAGE посвящено до 15% от общего числа докладов, что указывает на возрастающий интерес геологов-нефтяников к данной тематике в связи с повсеместным получением крупных притоков нефти в зонах повышенной трещиноватости. Для обнаружения и изучения зон трещиноватости используется как анализ традиционных параметров сейсмических волн (скорости, амплитуды, затухания, спектра и т.п.), так и новых - анизотропные изменения скорости, амплитуды и спектра, показатель когерентности, энергия рассеянных волн, расщепление поперечной волны и другие показатели, оценка которых осуществляется на основе методических приемов и способов, специально разработанных в течение последнего десятилетия. [c.92]

Используя радиолинзы и любые из перечисленных выше способов регистрации полей, можно добиться получения изображения дефектных областей в образцах, но трехмерную картину можно получить только при использовании голографических методов. Так как СВЧ-излучение когерентно, имеются все условия для получения голограмм. Основная теория голографии описана в гл. 5 и 6 этой книги, и мы ее повторять не будем. Достаточно сказать, что объект необходимо освещать когерентным СВЧ-из-лучением и отраженные от образца волны нужно совместить с исходными волнами того же источника, чтобы сформировать на некоторой площади интерференционную картину, которую можно зарегистрировать каким-либо путем, обычно на фотографической пленке., [c.449]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...