Когерентное 1ь временная

При описании интерференционных явлений часто используют понятия временной и пространственной когерентности. Временную когерентность обычно связывают со степенью монохроматичности исследуемых колебаний, а степенью пространственной когерентности характеризуют геометрию экспериментов. В дальнейшем (см. 5.3) понятие пространственной когерентности подробно обсуждается при рассмотрении наложения интерференционных картин от многих элементарных источников, образующих протяженный источник света. [c.179]

Расщепим световой луч с помощью полупрозрачного зеркала А на два пучка (рис. 12.18, а) и, направив эти пучки по разным путям, сведем их вновь на экране В. Луч / проходит путь АВ, затрачивая на это время ti, луч 2 проходит путь АСОВ и затрачивает время /2 > к- Таким образом, на экране будут складываться световые волны, испущенные в моменты времени, отделенные друг от друга интервалом х = Если в течение всего этого времени разность фаз световых колебаний, создаваемых лучами / и 2 в любой точке экрана, сохраняется неизменной, то говорят, что свет обладает временной когерентностью. На экране возникает отчетливая устойчивая интерференционная картина. Максимальное значение т, при котором такая картина еще наблюдается, называют временем когерентности. Временная когерентность непосредственно связана со степенью монохроматичности излучения чем выше степень монохроматичности волны, тем больше время когерентности. В лазерах монохроматичность излучения очень высока, и время когерентности может достигать 10 с и более. [c.339]

Твердотельные лазеры, используемые в голографии, характеризуются высокой степенью пространственной и временной когерентности. Способность лазера излучать два импульса с коротким промежутком между ними также оказывается полезной для некоторых целей голографии. С целью получения больших голограмм с высоким разрешением желательно иметь опорный пучок с высокой степенью пространственной когерентности. Временная когерентность лазера определяет глубину объекта или сцены, которую может обеспечить голограмма. Способность к формированию двойного импульса существенна для некоторых применений при проведении неразрушающего контроля. Обычно две голограммы регистрируются на одну и ту же пластинку с интервалом между экспозициями [c.279]

Степень когерентности временной 243 [c.511]

Генерация гармоник, суммарных и разностных частот играет важную роль для применений в квантовой электронике и в спектроскопии. Как уже было объяснено в разд. В.1 и в ч. I, с помощью этих процессов возможно преобразование света с подходящими свойствами (мощность, когерентность, временное поведение) в такие спектральные области, в которых не существует хороших источников или в которых создаются благоприятные предпосылки для детектирования. В подходящих материалах, при использовании соответствующих резонаторных схем и при согласовании фаз может быть достигнуто почти полное преобразование излучения. Существенный прогресс был достигнут в последние годы в области генерации гармоник, суммарных и разностных частот в волноводах, благодаря чему открылись новые перспективы в применениях интегральной оптики (ср. [3.14-1]). Следует отметить, что благодаря зависимости скорости распространения света определенной длины волны от свойств поперечной моды, в которой это распространение происходит, появляются дополнительные возможности для согласования фаз по сравнению с компактной средой. [c.336]

Преобразование Фурье (F. Т.) — это математическая операция, часто применяемая в оптике. Интеграл Фурье встречается во множестве различных задач (пространственная когерентность, временная когерентность, дифракция, структурный фактор рентгеновских лучей, соотношение неопределенности и т. д.). [c.388]

С изложенной точки зрения нарушения когерентности связаны с запаздыванием одного цуга волн по сравнению с другим. Поэтому здесь, в отличие от пространственной, говорят о временной когерентности, а длительность цуга т называют временем когерентности. Временная когерентность — это то же самое, что и когерентность, связанная с узостью спектрального интервала Аю, занимаемого светом. В силу (29.8) время когерентности связано с шириной спектрального интервала Асо соотношением [c.220]

Существуют два типа когерентности — временная и пространственная, и для фотографии на основе восстановления фронта волны требуются и та, и другая. Временная когерентность, или монохроматичность, нужна постольку, поскольку картина, порожденная интерференционным процессом, зависит от длины освещающей волны. Если спектр света размазанный , то составляющая каждой длины волны порождает свою собственную картину. В результате составляющие волны, действуя вместе, усредняют, сглаживают интерференционные полосы. Однако ограниченное число четких спектральных компонент в спектре допустимо. Так, три монохроматические волны, относящиеся к трем основным цветам, используются в методе восстановления фронта волны для получения цветного изображения. Отступление от требований монохроматичности не должно быть слишком большим, и каждая из трех цветовых компонент должна занимать весьма узкую полосу спектра. [c.101]

Солнце, звёзды, атмосферные разряды и др., а также люминесцирующие объекты животного и растит, мира (см. Люминесценция). Искусственные И.о. и. различаются в зависимости от того, какой процесс лежит в основе получения эл.-магн. излучения оптич. диапазона. И. о. и. могут быть когерентны и некогерентны (см. Когерентность). Временной и пространств, когерентностью обладает только излучение лазеров. Излучение остальных И. о. и. представляет собой суммарный эффект независимых актов спонтанного испускания совокупности возбуждённых атомов и молекул. Неодновременность актов испускания приводит к хаотичному распределению фаз волн, излучаемых отд. атомами, т. е. к некогерентности их излучения. [c.236]

Толщина каждого слоя зависит от разности химических потенциалов на его межфазовых границах, диффузионной проводимости и времени окисления металла, но относительная толщина когерентных (находящихся в связи) слоев, диффузия вещества через которые происходит вследствие ионной диффузии, не зависит от времени, т. е. hi Л2 /13 и т. д. = [c.69]

Сущность получения лазерного луча заключается в следующем. За счет накачки внешней энергии (электрической, световой, тепловой, химической) атомы активного вещества излучателя переходят в возбужденное состояние. Через некоторый промежуток времени возбужденный атом может излучить полученную энергию в виде фотона и возвратиться в исходное состояние. Фотон представляет собой элементарную частицу, порцию света, обладающую нулевой массой покоя и движущуюся со скоростью, равной скорости света, в вакууме. Фотоны возникают (излучаются) в процессах перехода атомов, молекул, ионов и атомных ядер из возбужденных состояний в более стабильные состояния с меньшей энергией. При определенной степени возбуждения происходит лавинообразный переход возбужденных атомов активного вещества-излучателя в более стабильное состояние. Это создает когерентное, связанное с возбужде- [c.16]

Прочность и твердость сплава с увеличением продолжительности старения, как правило, вначале возрастают, достигают максимума, а затем снижаются (рис. 13.8). Чем выше температура старения, тем скорее достигается этот максимум. Дальнейшее снижение прочностных свойств связано с перестариванием. Последнее вызвано коагуляцией образовавшихся выделений, которая приводит к укрупнению частиц фаз и уменьшению их числа в единице объема. Другой процесс при перестаривании — переход метастабильных фаз в стабильные и замена когерентных границ раздела некогерентными. При достаточно низких температурах старения процесс перестаривания не достигается. Упрочнение при этом развивается непрерывно с затуханием во времени. [c.499]

Если зеркало З2 удалить так, что в момент попадания на приемник цуга Л], цуг Ла будет находиться между полупрозрачной пластинкой и зеркалом 3 , то интерференция не будет иметь места. Конечно, в момент, попадания на приемник происходит наложение цугов, но интерференция при этом не наблюдается, так как эти цуги испущены в разные моменты времени t п t + 4- Время 4 зависит от разности расстояний между плечами интерферометра. Оно равно пулю, если длины плеч равны. С увеличением разности расстояний между плечами /о увеличивается. Продолжительность цуга Л (также А и А ) обозначим через т. При t <т цуги Ai и А частично перекрываются. В результате наблюдается более или менее четкая интерференционная картина, т. е. имеет место так называемая частичная когерентность. Четкость (видимость) картины будет зависеть от степени частичной когерентности двух цугов, полученных из одного начального. [c.78]

Когерентность. Интерференция волн возможна только при выполнении условия когерентности. Слово когерентность означает согласованность. Когерентными называются колебания с одинаковой частотой и постоянной во времени разностью фаз. [c.229]

Ранее уже указывалось, что в оптике обычно приходится иметь дело не с монохроматическими волнами, а с цугами волн, являющимися отрезками синусоид. Чем меньше интервал времени т, в течение которого длится исходное колебание, тем больше отличается от монохроматической порождаемая им волна. Таким образом, чрезвычайно важным оказывается изучение свойств квазимонохроматических волн, которые можно охарактеризовать во введенных выше терминах как частично когерентные, т.е. видимость создаваемых ими интерференционных картин отвечает условию О < К < 1. [c.185]

Две точки, например 2 и Рз, для которых г2 — гз > ст ог. в любой момент времени принадлежат к разным цугам волн. Это значит, что колебания в них некогерентны и степень когерентности равна нулю. [c.193]

Условимся обозначать Ут(АО комплексную степень когерентности, используемую при описании опытов, в которых интерферируют два пучка света, излучаемые точечным источником, и будем называть ее функцией временной когерентности. Оче видно, что у II (At) характеризует корреляцию между колебаниями в одной точке в разные промежутки времени, т.е. учитывает задержку во времени достижения этой точки одним из интерферирующих пучков. В следующем параграфе мы ознакомимся с понятием пространственной когерентности, которую будем обозначать У12(А0 или 712(0)- [c.193]

При описании пространственной когерентности следует учитывать излучение света двумя пространственно разделенными точечными источниками Si и S2. В предельном случае мы полагаем Д< = О и обозначаем комплексную степень когерентности У12(0)- Следовательно, /12(0) характеризует корреляцию колебаний в один момент времени, но в разных точках пространства. [c.202]

Эти оценки были подтверждены прямыми измерениями, которые при правильном учете геометрии эксперимента и квантового выхода фотоприемника полностью подтвердили сформулированные выше данные. Аналогичные опыты были проделаны с интерферометром Майкельсона, в которых определяющую роль играла временная когерентность. [c.451]

Лазер, генерирующий на одной поперечной моде, дает излучение с полной пространственной когерентностью. Временная когерентность зависит от ширины полосы А тен. Например, газовый лазер, работающий в непрерывном режиме (Атген = 504-500 Гц), имеет длину когерентности Е (ог = 60-4-600 км (см. 4.2). Обычные источники света (например, натриевая лампа) имеют времена когерентности Тког 10 °с, при которых Еког 3 см. [c.282]

Поток фотоотсчётов характеризуется следующими параметрами числом отсчётов в заданном интервале времени временным интервалом между соседними отсчётами временем появления первого огсчёта после заданного момента времени частотой совпадений отсчетов разных счётчиков, находящихся в одном потоке фотонов, и т. д. Многократные измерения этих характеристик с последующей статистич. обработкой позволяют установить такие свойства регистрируемого излучения, как распределения числа фотонов и интенсивности, корреляц, свойства и степень когерентности, времен-нбй ход интенсивности, а также нек-рые другие. [c.661]

Схема оптического дифрактометра для демонстрации и использования принципов, описанных ранее, показана в упрощенном виде на рис. 5.5. Обычно используется гелий-неоновый лазер с расщирителем пучка для обеспечения освещенности с почти идеальной когерентностью (временной и пространственной) по всему плоскому волновому фронту в положении О, где расположены объектные маски. Дифракционная картина (преобразование Фурье), создаваемая маской в положении О, формируется в фокальной плоскости D объектива Lj, а изображение (двойное преобразование) от О формируется на плоскости I. На практике для получения дифракционных картин приемлемого размера L, должен быть длиннофокусной линзой или соответствующей эквивалентной системой (например, комбинация фотографии и телевидения). Вторая линза Lj (ее положение обозначено на рисунке пунктирной линией) нужна для формирования действительного изображения на приемлемом расстоянии от объектной маски. [c.96]

Кроме ширины максимума функции У (г), характеристическим параметром является отношение контрастности (0)// (г- оо). Для отдельных импульсов, построенных из идеально синхронизированных мод (импульсы, ограниченные шириной полосы), это отношение равно 3, тогда как для сигнальных флуктуаций теплового источника с тем же самым спектром частот (например, для лазера с полностью несинхронизированны-ми модами) получается контрастное отношение, равное 1,5 (фиг. 13). На фиг. 3 представлен также сигнал двухфотонной флуоресценции для некоторого расщепленного отдельного импульса (огибающая ограничивает во времени интервал флуктуаций). Этот флуоресцентный сигнал имеет такое же контрастное отношение, как и отдельный импульс, но в окрестности г = О подобен сигналу узкополосного шума. Ширина максимума на фиг. 13, б определяется когерентным временем сигнала, т, е. свойствами фильтрации частот. На основании хода сигнала на фиг. 13, в можно делать заключения как о когерентном времени шумового сигнала, так и о временной длине огибающей ( ширина расщепленного импульса ). [c.69]

В первом томе монографии (части I и И) рассматриваются теория однократного рассеяния и теория переноса излучения. Теория однократного рассеяния применима для описания рассеяния волн в разреженных облаках рассеивателей. Она охватывает большое число встречающихся на практике ситуаций, включая радиолокацию, а также лазерную и акустическую локацию в различных средах. Относительная математическая простота этой теории позволяет без излишних трудностей ввести большинство фундаментальных понятий, таких как полоса когерентности, время когерентности, временная частота, и рассмотреть движение рассеивателей и распространение импульсов. Мы приводим также некоторые оценочные значения характеристик частиц в атмосфере, океане и в. биологических средах. Теория переноса излучения, которую также называют кратко теорией переноса, имеет дело с изменением интенсивности волны, распространяющейся через случайное облако рассеивателей. Эта теория используется при решении многих задач рассеяния оптического и СВЧ излучения в атмосфере и биологических средах. В книге описываются различные приближенные способы решения, включая диффузионное приблнл<ение, метод Кубелки — Мунка, плоскослоистое приближение, приближение изотропного рассеяния и малоугловое приближение. [c.8]

Рассмотрим сперва случай, когда объем детектирования ( 4.6) равен объему когерентности а-поля. Радиус когерентности определяется поперечным размером излучающей области, т. е. диаметром накачки 2а в нашей модели, а длина когерентности — временем релаксации молекулярных колебаний. Из (28) при = 1, V — АаН, Айа = Айког = Щка) и времени счета = т находим, что среднее число тепловых а-фотонов в объеме когерентности, т. е. параметр вырождения для а-поля, отличается от фактора вырождения фононов коэффициентом Ро (ср. (4.6.41)) [c.242]

Со времени зарождения квантовой теории излучения черного тела вопрос о том, насколько хорощо уравнения Планка и Стефана — Больцмана описывают плотность энергии внутри реальных, конечных полостей, имеющих полуотражающие стенки, был предметом неоднократных обсуждений. Больщин-ство из них имели место в первые два десятилетия нащего века, однако вопрос закрыт полностью не был, и в последние годы интерес к этой и некоторым другим родственным проблемам возродился. Среди причин возрождения интереса к этому старейшему предмету современной физики можно назвать развитие квантовой оптики, теории частичной когерентности и ее применение к изучению статистических свойств излучения недостаточное понимание процессов теплообмена излучением между близкорасположенными телами при низких температурах и проблему эталонов далекого инфракрасного излучения, для которого длина волны не может считаться малой, а также ряд теоретических проблем, относящихся к статистической механике конечных систем. Хорошим введением к современному обзору в этой области являются работы [2, 3, 5]. Еще в 1911 г. Вейль показал, что требованием о том, чтобы полость являлась прямоугольным параллелепипедом, можно пренебречь при условии, что (У /с)- оо. Он показал также, что в пределе больших объемов или высоких температур число Джинса справедливо для полости любой формы. Позднее на основании результатов работы Вейля были получены асимптотические приближения, где Do(v) являлся просто первым членом ряда, полная сумма которого 0 ) представляла собой среднюю плотность мод. Современные вычисления величины 0 ) [2, 4] с использованием численных методов суммирования первых 10 стоячих волн в полостях простой формы показали, что прежние асим- [c.315]

Хинце [197], рассматривая проблемы переноса в турбулентных потоках, ввел понятие жидкого моля, под которым понимает достаточно протяженную часть жидкого континуума, состоящую из когерентного конгло (ерата жидких частиц . Размер жидкого моля сравним с интефальным масштабом турбулентного движения, причем обмен его с окружающей средой будет определяться влиянием мелкомасштабных турбулентных движений. В процессе перемещения в радиальном направлении, совпадающем с направлением фадиента давления и при противоположном движении, турбулентные моли совершают микрохолодильные циклы. В рамках формализма Прандтля предполагается, что каждый жидкий или, как его еще называют, турбулентный моль в процессе турбулентного движения представляет собой некоторую индивидуальность, сохраняющую свою субстанцию в течение некоторого характеристического промежутка времени. Необходимо помнить, что имеющие место пульсации давления при перемещении моля на длине пути смешения / будут сопровождаться переносом импульса. Тогда, если импульс не сохраняется, нарушается требование, предъявляемое Прандтлем к транспортабельной субстанции,— турбулентному молю. Тем не менее понятие турбулентного моля удобно использовать при анализе задач переноса. Ссылаясь на работу Шмидта [256], Хинце отмечает, что расслоение будет устойчивым, если распределение температуры отличается от адиабатного [c.164]

Частичная когерентность. Немонохроматичность света связана с механизмом излучения. Как мы уже знаем, излучение происходит в виде цугов конечной длины. Вследствие конечности длины цугов атом излучает (см. гл. И) не монохроматический свет, а целый сиектр частот, ширина интервала которого обратно пропорциональна длине цуга. Поскольку цуги волн, излучаемые одним и тем же атомом в разные моменты времени, взаимно не коррелированы, то очевидно, что интерференция произойдет только при встрече волн (полном или частичном нх перекрывании), образуемых из одного и того же цуга. С целью более подробного анализа когерентности в этом случае обратимся к следующему опыту. [c.77]

Время когерентности. Для характеристики частичной когерентности (в данном случае так называемой временной когерентности) удобно ввести понятие времени ко1ерентности т о,, или же длины [c.78]

Проблема получения когерентных пучков в оптике. Лазерное излучение обладает высокой когерентностью. Убедиться в этом можно, если проделать так называемый опыт Oнгa с лазерным излучением. Для этого пропустим пзлученпе лазера через два отверстия на выходном торце лазера и направим его на экран, расположенный на определенном расстоянии от источника. Как показывает опыт, на экране наблюдается четкая устойчивая во времени интерференционияя картина (рис. 4,8), что свидетельствует [c.80]

В заключение еще раз отметим высокую степень временной и простра гственной когерентности лазерных излучений. Это подтверждается в опытах с лазерными источниками, когда четкая интерференционная картина наблюдается при наложении лучей, исходящих из пространственно разделенных точек источника, создающих раз-)юсть хода в несколько десятков метров. [c.92]

Пусть фронт сферической волны в данный момент времени будет сг. Цуги волн, исходящие из соответствующих точек фронта волны а, приходят в точку В вследствие их спмметричн01 0 расположения относительно линии SB с одинаковой фазой. По мере удаления по поверхности экрана от точки В должно происходить уменьшение когерентности световых колебаний от разных точек поверхности а. В конечном счете дифракционная картина исчезнет. Этот вывод можно пояснить следующими рассуждениями. [c.131]

В 5.6 описаны опыты, в которых исследовалась зависимость видимости интерференционной картины от степени монохрома-гичности излучения, используемого для освещения интерферометра Майкельсона. Эти классические опыты позволили внести простейшие понятия теории когерентности и явились базой дальнейшего развития методов спектроскопии (Фурье-спектроскопия и др.). В последующем изложении мы подробно рассмотрим физический смысл понятий временной и пространственной когерентности, играющих большую роль при выборе оптимальных условий эксперимента по интерференции различных световых потоков. [c.185]

Итак, мы видим, что ряд физических процессов, происходящих в источнике света, определяет наименьший интервал времени, в течение которого фазу и амплитуду квааимонохроматической волны можно считать постоянными. Этот промежуток времени характеризует допустимую временную задержку, в течение которой сохраняется когерентность, т. е. выполняется условие (5.5). Назовем этот промежуток временем когерентности и обозначим его Хког Методы определения Тког обсуждены в 5.6. Для обычных (не лазерных) источников оно равно по порядку величины 10 —10 ° с. [c.188]

Условие (5.31) или близкое к нему неравенство нетрудно получить из значительно более простых рассуждений, в которых рассматривается случай, когда полосы, создаваемые одной половиной источника, гасят полосы, создаваемые другой его половиной. Но недостаток таких качественных рассуждений заключается в том, что заранее предполагается существование интерференционных полос от протяженного источника (или от его половины), что не очевидно. Проведенный же расчет привел к однозначному выводу о существовании интерференционных полос при выполнении условия 2dtga> < л/4. Мы получили право использовать синусоидальную идеализацию и для протяженного источника света при выполнении в эксперименте условия (5.31). Конечно, сформулированное ранее ограничение допустимой разности хода (Д < с Гког) остается в силе и при интерференции от протяженных источников света. Таким образом, условие временной когерентности (5.23) дополняется условием пространственной когерентности ( 5.31). [c.202]

Излучающий атом можно представить в виде затухающего осциллятора, излучение которого поляризовано (см. 1.5). Поместим этот осциллирующий диполь, состоящий из положительно заряженного ядра и электрона Мяд/гил 1), во внешнее постоянное магнитное поле Нвнеш Такой диполь будет прецес-сировать в плоскости, перпендикулярной Нвнеш- Если бы можно было следить за поляризацией излучения одного диполя в направлении внешнего магнитного поля, то мы заметили бы, что плоскость поляризации со временем поворачивается. Осциллятор затухающий, поэтому одновременно с поворотом плоскости поляризации будет убывать и интенсивность излучения. Естественно, что чем быстрее затухает излучение (т.е. чем меньше время жизни возбужденного состояния), тем на меньший угол успеет повернуться плоскость поляризации. На опыте наблюдгштся излучение когерентно возбужденного ансамбля атомов и измеряются его поляризационные характеристики как функции внешнего магнитного поля. После несложной математической обработки результатов наблюдения можно определить среднее время жизни атома в возбужденном состоянии. [c.229]

Метод оказался менее чувствительным к точности установок зеркал и флуктуациям атмосферы, что позволило раздвигать зеркала на большее расстояние и измерять меньшие угловые диаметры звезд (вплоть до 0,0005"). Укажем также, что модификация метода Брауна и Твисса оказалась очень перспективной при измерении временной когерентности интенсивностей, позволила получить интересные результаты и существенно расширить представление о когерентности высших порядков. [c.337]

Идея записи и воспроизведения структуры электромагнитных полей была впервые высказана и продемонстрирована Дэннисом Габором в 1948 г. Им же был введен термин голограмма (в переводе — полная запись ). Работы Габора не имели широкого развития до появления лазеров, так как для голографии необходимы источники света с высокой пространственной и временной когерентностью при требованиях к мощности, несовместимых с возможностью обычных источников света. Как самостоятельная область оптики голография возникла после открытия лазеров. В 1962 — 1963 г.г. Лейт и Упатниекс впервые продемонстрировали высококачественные голограммы двухмерных и трехмерных объектов. Независимо от них в это же время Ю.Н. Денисюк, опубликовал экспериментально подтвержденную идею получения и восстановления объемных голограмм, имеющих принципиальное преимущество. Этот метод мы изложим чуть позже. [c.354]

В эксперименте интерферометр освещался светом неон-гелиевого лазера, излучающего одну частоту. Это позволило удалить подвижное зеркало М2 на несколько метров и продемонстрировать возможность наблюдения интерференции при столь большой разности хода, так как длина когерентности для лазерного излучения значительно больше Lkq,- 3 30 см, характерной для обычных источников света. Но очевидно, что если зеркало М2 будет передвигаться на расстояние, меньшее 1-ког ( о близко к нулю — световые пути внутри интерферометра примерно равны, Д/ изменяется в пределах нескольких сантиметров), то анало гичная интерференционная картина будет наблюдаться при освещении интерферометра светом обычного (нелазерного) источника, например спектральной линией, излучаемой газоразрядной плазмой, с шириной й/.дои В этом убеждают нас, в частности, классические опыты Майкельсона, который измерял видимость V интерференционных колец при постепенном увеличении разности хода, создаваемой перемещением зеркала М2. Но если при остановках зеркала М наблюдалась стационарная интерференционная картина, то при его движении в указанных пределах неизбежно должен возникать плавный переход от одной стационарной картины к другой, т.е. ее изменение во времени, и появится бегущая интерференционная картина. [c.396]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...