Когерентное пространственная

Время когерентности есть длительность цуга, а длина когерентности — пространственная длина цуга. Время когерентности весьма просто связано с шириной спектрального интервала Av [c.79]

В 14 указывалось, что волны, испускаемые атомами, сохраняют регулярность лишь в течение ограниченного интервала времени. Другими словами, в течение этого интервала времени амплитуда и фаза колебаний приблизительно постоянны, тогда как за больший промежуток времени и фаза, и амплитуда существенно изменяются. Часть последовательности колебаний, на протяжении которой сохраняется их регулярность, называется цугом волн или волновым цугом. Время испускания цуга волн называется длительностью цуга или временем когерентности. Пространственная протяженность цуга L длина цуга волн) и время когерентности Т связаны очевидным соотношением Ь = Тс, где с —скорость света. Если, например, средняя длина цугов волн, излучаемых некоторым источником света, равна по порядку величины 1 см, то время когерентности для этого источника света составляет величину порядка 0,3-10" с. Следовательно, в среднем через такие промежутки времени прекращается излучение одной регулярной последовательности волн, испускаемой источником света, и начинается излучение нового цуга волн с амплитудами, фазами и поляризацией, не связанными закономерно с соответствующими параметрами предшествующего волнового цуга. [c.93]

В основном различают два типа когерентности — пространственную и временную. Чтобы свет обладал временной когерентностью, он должен состоять из волн одной строго определенной длины иными словами,. это должен быть строго монохроматический свет. Пространственная когерентность характеризует регулярность фазы световой волны по ее фронту (временная когерентность, как мы виде.пи, связана с регулярностью фазы световой волны вдоль направления ее распространения). Свет с высокой степенью временной когерентности можно описать, считая, что все гребни волн должны распространяться в пространстве на строго определенных одинаковых расстояниях друг от друга. Если гребни какой-либо плоской световой волны неожиданно собьются с шага так, что интервал между последующими гребнями увеличится, то это будет равносильно внезапному изменению разности фаз между. этой и другой, интерферирующей с ней волной. В таком случае интерференционная картина смещается на. экране влево или вправо. В излучении, не обладающем временной когерентностью, интервалы между гребнями волн случайны и нерегулярны, по.этому интерференционная картина смещается очень быстро и хаотически. В результате мы видим равномерно освещенный экран. [c.11]

Это был самый простой пример когерентной пространственной фильтрации, который теперь необходимо рассмотреть в более общем плане, поскольку имеются другие типы и методы фильтрации в частотной области, диапазон применимости которой чрезвычайно широк. [c.109]

В гл. 1 мы установили, что основными свойствами лазерных пучков являются а) монохроматичность, б) когерентность (пространственная и временная), в) направленность и г) яркость. Материал, изложенный в предыдущих главах, позволит нам изучить теперь эти свойства более подробно и сравнить их со свойствами обычных источников света (тепловых источников). [c.442]

В гл. 1 понятие когерентности электромагнитной волны мы дали, исходя из интуитивных соображений, причем были выделены два типа когерентности — пространственная и временная. В данном разделе мы намереваемся более подробно рассмотреть эти типы когерентности. В действительности, как мы увидим в конце данной главы, пространственная и временная когерентности описывают когерентные свойства электромагнитной волны лишь в первом порядке. [c.447]

В главах 1 и 2 книги содержатся сведения о турбулентных флуктуациях показателя преломления и методах теории распространения электромагнитных волн оптического диапазона в случайно-неоднородных средах. Специальный раздел посвящен методам решения задач на локационных трассах. В главах 3—6 излагаются результаты экспериментальных и теоретических исследований статистических характеристик поля пучков оптического излучения, распространяющегося в турбулентной атмосфере на связных трассах. Анализируются средняя интенсивность, когерентность, пространственно-временная структура флуктуаций фазы и интенсивности излучения, случайная рефракция оптических пучков в зависимости от турбулентности на трассе и параметров приемной и передающей оптических систем. В главах 7 и 8 рассматриваются результаты исследований распространения лазерного излучения на локационных трассах. Дается последовательный теоретический анализ влияния интенсивности турбулентности, свойств отражающей поверхности и параметров лазерного источника, отражателя и приемника на эффекты, обусловленные корреляцией встречных волн. Систематизируются результаты экспериментальных исследований распространения лазерного излучения на трассах с отражением в турбулентной атмосфере. В главе 9 описаны методы и аппаратура лазерного зондирования атмосферной турбулентности. [c.6]

Другой тип когерентности — пространственная — означает, что свет должен выходить из точечного источника или что он может сойтись в точку или маленькое пятно. Если источник не когерентен пространствен- [c.101]

Здесь мы сталкиваемся с новым свойством пространственной когерентности. Пространственная когерентность сказывается в том, что лучи с одинаковой частотой имеют разброс по направлениям. Подобно тому как разброс по частоте (ширина линии) связан с длительностью жизни источника, так и разброс по углам связан с линейными размерами источника (или детектора). Приближенная [c.130]

ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРОВ ИСТОЧНИКА НА ИНТЕРФЕРЕНЦИЮ. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ КОГЕРЕНТНОСТЬ [c.90]

Особые свойства лазерного излучения — высокая спектральная чистота и пространственная когерентность — позволяют, сильно увеличивая давление света, найти ему разные применения. Это стало возможным благодаря фокусировке лазерного луча в пятно с радиусом, равным одной длине волны. Оказалось, что силы давления, вызываемые сфокусированным лазерным светом, достаточно велики для перемещения маленьких частиц в различных средах. Используя сфокусированный лазерный пучок, удается сообщить как крошечным микроскопическим частицам, так и отдельным атомам и молекулам ускорения, в миллионы раз превосходящие ускорение свободного падения. Подобное увеличение давления света в луче лазера может найти весьма широкие применения в разных областях науки и практики. Так, например, используя такое высокое давление, в принципе возможно производить разделение изотопов, разделение частиц в жидкости, ускорение до больших скоростей электрически нейтральных частиц, проведение анализа атомных пучков и т. д. [c.353]

В гл. 6 подробно рассмотрена пространственная когерентность лазера, определяющая его эквивалентность точечному источнику, и указаны особенности фокусировки лазерного излучения. [c.111]

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]

Вместе с тем стационарная картина интерференции пучков света, прошедшего через две щели (без всякого дополнительного устройства), легко наблюдается при освещении их излучением лазера. Этот опыт доказывает, что в данном случае допустима синусоидальная идеализация, принятая в проведенном выше расчете, и лазер представляет собой источник пространственно когерентного света, эквивалентного точечному источнику света с концентрацией потока энергии вдоль оси резонатора (гауссов пучок см. рис. 1.7). [c.183]

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]

Если источник S нельзя считать точечным, то надо исследовать дифракцию квазимонохроматической волны и связанное с этим ухудшение видимости дифракционной картины. Изменение видимости V можно оценить теоретически и экспериментально. В расчетах освещенности дифракционной картины допустим когерентность освещения всего отверстия. В последующем (на примере дифракции на двух щелях) покажем, как изменяется видимость дифракционной картины при учете степени пространственной когерентности, зависящей от размеров источников света. [c.282]

При освещении двух отверстий излучением протяженного источника света видимость дифракционной картины ухудшится. Это дифракция частично когерентного света (О < F < 1), описанию которой и посвящено последующее изложение. Пользуясь введенными ранее терминами, укажем, что в данном случае изучается пространственная когерентность. [c.305]

Какими опытами доказывается высокая временная и пространственная когерентность лазера [c.457]

Таким образом, оказывается, что интерференционный опыт, поставленный по схеме Юнга, мон<ет позволить выяснить, насколько когерентны между собой колебания в сечении светового пучка, достигающего щелей и Варьируя расстояние между щелями 51 и и одновременно измеряя видимость интерференционной картины на расположенном за ними экране, можно обследовать когерентность колебаний на всей площади сечения светового пучка, освещающего экран со щелями. Для количественной характеристики результатов такого обследования в сечении светового пучка, перпендикулярном к направлению его распространения, вводится понятие пространственной когерентности. [c.85]

Количественные результаты определения видимости интерференционной картины в схеме Юнга в зависимости от расстояния между щелями 8 и 8 позволят определить пространственную когерентность вдоль одного из диаметров поперечного сечения освещающего их светового пучка. Производя подобные же измерения при другой ориентации щелей 51 и 52 и раздвигая их вдоль другого диаметра светового пучка, можно выяснить пространственную когерентность вдоль другого диаметра пучка и т. д. [c.85]

Если применяемый световой пучок излучается точечным источником света, то пространственная когерентность по всему сечению светового пучка окажется одинаковой и равной единице, что соответствует максимальной видимости интерференционной картины, конечно, при условии использования монохроматического света. [c.85]

В предыдущих главах рассматривались основные причины, влияющие на вид интерференционной картины, наблюдаемой с ИФП. При этом предполагалось, что источник излучения испускает свет в виде цугов бесконечно большой длины, т. е. анализируемое излучение обладает временной когерентностью. Пространственная когерентность реального газоразрядного источника. может быть определена с помощью теоремы Ван-Циттера — Цернике [5] или, для объемных источников спонтанного излучения типа полого катода, с помощью обобщения теоремы Ван-Циттера— Цернике, выполненного в работе [17]. До появления лазеров ИФП обычно освещался светом с очень малыми разме-)ами области пространственной когерентности (10 —10 см). Использование ИФП совместно с лазерами в качестве селекторов излучения, применение ИФП в перестраиваемых лазерах для сканирования и монохроматизации излучения, измерение АК ИФП с помощью одночастотного лазера и другие способы их применения приводят к необходимости развития теории, описывающей вид интерференционной картины при прохождении через ИФП полностью или частично пространственно-когерентного излучения. В то же время появление импульсных лазеров с малой длиной излучаемого светового цуга, а также исследование спектральных линий, испускаемых атомами и ионами с малым временем жизни возбужденного состояния, ставят вопрос о влиянии на вид наблюдаемой с ИФП интерференционной картины временной когерентности излучения. Число работ, посвященных этим проблемам, в настоящее время невелико [29, 38, 47], хотя пространственная и временная когерентность анализируемого излучения, конечно, оказывают решающее влияние на формирование АК идеального и реального ИФП. [c.78]

Когерентность пространственная — понятие, харакгернзующее постоянство или изменение по определенному закону основных характеристик волны (амплитуды, частоты, фазы, поляризации) в пространстве. Пространственная когерентность нарушается там, где исчезает закономерная связь характеристик волиы и вместе с ией интерференционная картина. [c.186]

Следовательно, результирующая интенсивность, создаваемая лучами, соответствующими определенной толщине /, является функцией i. В результате этого, если при данной для некоторой точки протяженного источника наблюдается минимум, для других точек источника это будет не так, другими словами, различия в разности хода, а следовательно, и в разности фаз для разных точек протяженного источника приведут к ухудшению видимости интерференционной картины. Значительные изменения разностей хода (и разностей фаз) для разных точек источника могут привести к существенным изменениям интенсивности света. В этом случае контрастность полос практически становится равной нулю. Если же изменения разностей хода (разностей фаз) так малы, что это приведет к незначительным изменениям интенсивностей, то будет наблюдаться четкая интерференционная картина, следовательно, в данном случае лучи, исходящие от разных точек источника, будут когерентны. Такая когерентЕюсть (когерентность лучей, исходящих от пространственно разделенных участков протяженного источника) называется пространственной. [c.91]

Соотношение (4.37), связьи)ающее апертуру интерференции и размеры протяженного источника, называется условием пространственной когерентности. [c.92]

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]

Для понимания интерференции и дифракции электромагнитной волны вводятся квааимонохроматические волны ("хаотически модулированные колебания" ). При введении этих понятий законы возникновения и распространения электромагнитных волн дополняют условиями обрыва колебаний оптических электронов в атоме и другими причинами, onpeдeляюn ими время когерентности. В рамках этой схемы обосновывается когерентность колебаний для точечных источников свети в пределах одного цуга волн, а затем выявляются условия пространственной когерентности, при которых может наблюдаться стационарная интерференционная картина от реальных источников. [c.7]

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]

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]

Полученный результат можно сформулировать в более общих терминах. Очевидно, что, рассматривая, как накладываются интерференционные картины, создаваемые элементарными источниками ASi, мы исследовали пространственную когерентность той квазимонохроматической волны, которую испускает однородный протяженный источник S. Для данных условий опыта модуль степени когерентности (равный видимости интерференционной картины) меняется по закону (sin л /л , где х = 2ndf dh), и в зависимости от соотношения между размерами источника и условиями наблюдения может принимать любые значения в интервале от О до 1. Степень когерентности можно вычислить непосредственно из выражения (5.9а) для функции корреляции. Общность такого метода, конечно, больше, чем довольно искусственного приема суммирования действия элементарных излучателей, который был применен выше. Но проведенные вычисления видимости суммарной картины представляются более наглядными и простыми. [c.202]

Мы условились пока не рассматривать роли размеров источника (пространственной когерентности в явлениях дифракции). Однако из сказанного выше можно сделать очевидный качественный вывод чем уже щель, тем меньше должны сказываться размеры источника на распределении освещенности в дифракционной картине. Действительно, роль размеров источника света отчетливо проявится в том случае, когда суммарное уширение центрального максимума будет в основном обусловлено наложением дифракционных картин от различных участков источника света. Этот случай иллюстрирует рис. 6.29, где 1геальный источник условно заменен тремя точечными источниками, расположенными в его пределах. [c.285]

Два отверстия Pj и Р2 в непрозрачном экране А также делят на два пучка световой поток, исходящий из щели S (см. рис. 6.48). Эти два пучка затем соединяются в точке Р, и в результате пространственной когерентности такой системы на экране В возникает интерференционная картина. Если для обеих установок апертура 2м интерференции одинакова, то для определения видимости интерференционной картины на экране В, получившейся при взаимодействии пучков света от отверстий Р] и Р2, можно воспользоваться формулой (5.35) для щелевого некогерентного источника света. Так как V = sinxA , где параметр X определялся отношением ширины щели 2а к ширине интерференционной полосы Л/ = kDi/d, то х = 2nadi /.Di) и видимость интерференционной картины [c.309]

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]

Другае фазовые переходы также могут быть описаны как образование или разрушение дальнего порядка. При этом связь между температурой и пространственно-временными масштабами когерентности аналогична описанной выше. Тот фаш, что такие совершенно разные системы, как, например, маг нит вблизи точки Ktopn и жидкость в критической точке, оказываются удивительно похожими в количественном отношении, был поразительным н вплоть до конца 60-х годов загадочным. Микроскопическая природа порядка, казалось, не имела значения для понимания этого явления. Что же тогда было основной причиной наблюдаемого сходства [c.84]

Точно так же на видимость интерференционной картины не повлияет изменение расстояния между щелями, хотя пространственный ее период (расстояние между интерференционными полосами) будет, конечно, изменяться обратно пропорционально расстоянию между щелями. Пусть теперь на экран со щелями 5х и 82 падает пучок не от точечного источника, а пучок, в котором колебания в разных его точках не вполне когерентны между собой. Такое частично когерентное освещение можно реализовать, например, если использовать протяженный источник света. Световые пучки, распространяющиеся через щели 5х и 82, также не будут полностью когерентными, что уменьшит видимость интерферен- [c.84]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...