Ограничение пучков световых

Таким образом, изображение, даваемое объективом, есть всегда дифракционная картина, возникающая вследствие ограничения сечения светового пучка. [c.173]

Все три условия не соблюдаются в практической оптике. Мы обычно имеем дело со светом сложного спектрального состава и должны учитывать зависимость показателя преломления от длины волны (дисперсия). Ограничение пучками, слабо наклоненными к оси, означало бы отказ от получения изображения точек, лежащих в стороне от главной оси системы, а применение лишь параксиальных пучков вело бы к использованию лишь незначительных световых потоков. [c.302]

Рассматривая работу одной преломляющей сферической поверхности, мы уже встретились с явлением ограничения широких световых пучков величиной радиуса поверхности и моментом возникновения полного внутреннего отражения. [c.59]

Понимание роли ограничения световых пучков соверщенно необходимо при использовании любых оптических приборов. Ограничение пучков определяет не только пропускаемый системой.световой поток, но и такие характеристики, как поле зрения, глубина резкости, передаваемая изображением перспектива. Ограничение пучков для всех оптических приборов определяет и предельную (ди- [c.351]

Ниже мы представим более сложное выражение для F, в котором учитывается влияние ограниченности апертуры светового пучка и аберрации зеркал. Поэтому через F мы будем обозначать величину резкости, зависящей только от коэффициента отражения зеркал, и называть ее отражательной резкостью. [c.564]

Диафрагма служят для ограничения диаметра светового пучка, выходящего из коллектора, и для устранения излишнего рассеянного света. [c.135]

Образование изображения предмета световыми пучками есть сложный процесс интерференции лучей в пространстве, а не в одной плоскости, причем этот процесс сопровождается обязательным ограничением пучков и дифракцией. Считают, что волновая глубина [c.12]

Раздел оптики, в котором пренебрегают конечностью длин волн, что соответствует предельному переходу О, называется геометрической оптикой ), поскольку в этом приближении оптические законы можно сформулировать па языке геометрии. В рамках геометрической оптики считается, что энергия распространяется вдоль определенных кривых (световых лучей). Физическую модель пучка световых лучей можно получить, если пропустить свет от источника пренебрежимо малого размера через небольшое отверстие в непрозрачном экране. Свет, выходящий из отверстия, заполняет область, граница которой (край пучка лучей) кажется на первый взгляд резкой. Однако более тщательное исследование показывает, что интенсивность света около границы изменяется хотя и быстро, но непрерывно, от нуля в области тени до максимального значения в освещенной области. Это изменение не является монотонным, а носит периодический характер, что приводит к появлению светлых и темных полос, называемых дифракционными. Размер области, в которой происходит это быстрое изменение интенсивности света, порядка длины волны. Следовательно, если длина волны пренебрежимо мала ио сравнению с размерами отверстия, то можно говорить о пучке световых лучей с резкой границей ). При уменьшении размеров отверстия до величины, сравнимой с длиной волны, возникают эффекты, для объяснения которых требуется более тонкое исследование, Однако если ограничиться рассмотрением предельного случая пренебрежимо малых длин волн, то па размер отверстия не накладывается никакого ограничения и можно считать, что из отверстия исчезающе малых размеров выходит бесконечно тонкий пучок света — световой луч. Будем показано, что изменение поперечного сечения пучка световых лучей служит мерой изменения интенсивности света. Кроме того, мы увидим, что с каждым лучом можно связать состояние поляризации и исследовать его изменение вдоль луча. [c.116]

Различные задачи нестационарного взаимодействия световых волн в нелинейных средах по аналогии с такими же задачами для ограниченных пучков рассматриваются в работах [2-3]. [c.234]

Явление самофокусировки обусловлено тем, что в сильном световом поле изменяется показатель преломления среды (в опыте, изображённом на рпс. 2 на вклейке к стр. 528, это происходит за счёт нагрева стекла лазерным излучением). Если знак изменения п таков, что область, занятая пучком, становится оптически более плотной, то периферийные лучи отклоняются к центру пучка (на рис. 4 изображены фазовые фронты и ход лучей в ограниченном пучке, распространяющемся в среде, с показателем преломления = 0+ 2 где По — постоянная составляющая, не зависящая от Е, а [c.460]

Явления интерференции и дифракции света показывают, что распространение света представляет собой волновой процесс. С помощью волновой теории мы можем решать задачи о распространении света как в однородной среде, так и через любую оптическую систему, т. е. через совокупность различных сред, ограниченных теми или иными поверхностями и диафрагмами. Однако в очень многих областях, имеющих важное практическое значение, в частности, в вопросе о формировании светового пучка (светотехника) и в вопросах об образовании изображения (оптотехника), решение можно получить гораздо более простым путем, с помощью представлений гео.мет-рической оптики. [c.272]

Вследствие ограниченности поперечных размеров зеркал и активной среды лазера распространение волн в резонаторе сопровождается дифракционны.ми явлениями. Поэтому применение принципа цикличности к распределению амплитуды поля по волновому фронту сводится к решению дифракционной задачи квантовый генератор формирует когерентный световой пучок с таким поперечным распределением амплитуды, которое с учетом дифракционных явлений должно воспроизводить себя на протяжении одного цикла. [c.801]

Интерференционный характер записи голограммы требует высокой когерентности излучения источника и стабильности установки во время экспонирования относительные перемещения отдельных ее элементов не должны превосходить четверти длины световой волны. Поэтому обычно голографические установки располагаются на массивных амортизированных металлических или гранитных плитах. В качестве источников излучения используются преимущественно непрерывные гелиево-неоновые и аргоновые лазеры, обладающие достаточно высокой пространственной и временной когерентностью. Из-за больших углов схождения интерферирующих пучков для записи голограмм приходится ис-использовать фотоматериалы, обладающие высокой (более 1000 лин/мм) разрешающей способностью и, следовательно, малой чувствительностью [107]. Недостаточно высокая мощность применяемых лазеров и малая чувствительность фотоматериалов накладывают ограничения на размеры исследуемых объектов, которые Б настоящее время, как правило, не превосходят 1x1 м . [c.212]

В дифференциальной схеме [9, 212], представленной на рис. 165, г, в исследуемую область потока направляются два когерентных лазерных луча равной интенсивности. Рассеянный свет собирается приемным объективом и посылается на фотоприемник. Геометрия световых пучков, соответствующая этой схеме, представлена на рис. 166, а. На фотоприемник попадают пространственно совмещенные световые лучи, рассеянные частицей от первого и второго падающих пучков. Рассеянные п-й частицей световые пучки, ограниченные приемной апертурой, [c.284]

Ограничение световых пучков в оптических системах. Для умень-щения оптических аберраций, ограничения поля зрения и ограничения и перераспределения проходящей световой энергии в оптических системах применяются диафрагмы. [c.233]

Световые пучки — Ограничение 233 [c.545]

Световые пучки — Ограничение 322 [c.722]

Стационарная И. с. возникает при наличии когерентности (определ. корреляции фаз) налагающихся волн. Взаимно когерентные световые пучки могут быть получены путём разделения и последующего сведения лучей, исходящих от общего источника света. При этом требование когерентности налагает нек-рые ограничения па угл. размеры источника и на ширину спектра излучения. [c.166]

Формулу (VI. 1) следует понимать так. Дифференциал й Ф, т. е., образно выражаясь, число лучей, содержащихся в световой трубке, ограниченной элементарными площадками dS, и dSi, измеряет мощность светового потока в рассматриваемый момент времени. Эта мощность пропорциональна коэффициенту В — яркости пучка — н выражению - os 81 os 0 , которое имеет следующее геометрическое толкование это — произведение площадки dSi, стоящей перпендикулярно пучку, и телесного угла пучка лучей, исходящих из этой площадки. Если помножить выражение os 0i os 0j на n , то оно [c.422]

Модулированная звуковая волна обычно характеризуется центральной частотой /о и полосой Д/ (т. е. полосой модуляции). Полоса Д/, достижимая в акустооптических модуляторах, определяется главным образом, как мы увидим ниже, угловой расходимостью светового пучка. Для бесконечно широких звуковых и световых пучков волновые векторы имеют хорошо определенные направления. Поэтому для данного угла падения и соответствующего ему угла дифракции условие брэгговской дифракции (10.1.3) может быть выполнено на одной акустической частоте (нулевая полоса модуляции, Д/ = 0). На практике приходится иметь дело с ограниченными звуковыми и световыми пучками, что приводит к конечной угловой расходимости пучка. Конечное угловое распределение волновых векторов позволяет получать брэгговскую дифракцию в некотором диапазоне акустических частот (конечная полоса модуляции). Дифференцируя выражение (10.1.3а), полосу модуляции можно записать в виде [c.396]

В последние годы техника формирования световых импульсов бурно прогрессировала оптика получила в свое распоряжение эффективные методы управления огибающей и фазой световых колебаний в пико-и фемтосекундном масштабе времени. Сейчас реальностью стали так называемые спектрально-ограниченные импульсы длительностью до 10 с. Такие импульсы, ширина спектра которых определяется только формой огибающей и для которых т А(о 1,— прямой аналог дифракционно-ограниченных световых пучков. Вместе с тем разработаны и методы получения быстрой регулярной фазовой модуляции коротких световых импульсов в их основе лежит использование малоинерционного нерезонансного нелинейного отклика конденсированных сред [8, 9], развивалась и техника измерений огибающей и фазы коротких лазерных импульсов ( 6.8). [c.18]

Выражение (2) совпадает с формулой, описывающей дифракцию плоской волны на щели. Поэтому поведение спектрально-ограниченного импульса в диспергирующей среде аналогично дифракции двумерного светового пучка. Дисперсионная длина полностью аналогична дифракционной длине светового пучка (йо — радиус [c.29]

Картина взаимовлияния пространственных и временных характеристик излучения друг на друга в диспергирующих средах, вообще говоря, довольно сложная. Чтобы проанализировать искажение пм-пульса, обусловленное только пространственной ограниченностью светового пучка, будем полагать 2=0. Именно такая ситуация обсуждалась в [34—36]. В этом случае фурье-преобразование выражения (2) принимает вид [c.59]

Формулы (5) полностью совпадают с формулами для радиуса пучка о (г) и радиуса корреляции г (г) случайных световых пучков при замене 1о, Тко и 2 на йо, /"ко и ko 116]. Импульс со случайной модуляцией расплывается быстрее, чем спектрально-ограниченный той же длительности. Шумовой импульс, как и случайный пучок, обладает фундаментальным статистическим свойством — так называемый коэффициент когерентности импульса С=Тк(г)/Тц(г) есть постоянная величина [16]. В [31] установлено, что этот статистический инвариант имеет место в том случае, когда огибающая F(t) и корреляция R x) описываются одинаковыми функциями. [c.64]

Дифрагмами называют детали и устройства, предназначенные для ограничения пучков световых лучей, проходящих через оптическую систему. Диафрагмы бывают с круглыми и некруглыми отверстиями. В ряде оптических приборов микроскопах, фотоаппаратах, спектрометрах и многих других физических и лабораторных приборах применяют диафрагмы с регулируемыми отверстиями. [c.141]

В общем же случае пространственная фильтрация может проводиться в произвольной области светового поля, восстановленного двукратно экспонированной голограммой. Это значит, что речь следует вести о выделении двух ограниченных участков световых полей, соответствующих исходному и смещенному состояниям поверхности объекта, и последующем наблюдении суперпозиционного поля во фраунгоферовой зоне относительно плоскости фильтрации. В качестве пртмера можно повести случай наблюдения голографической интерферограммы n i освещении голограммы нераэведенным лазерным пучком. I1i i этом тип фильтрации зависит от [c.137]

Если когерентный световой сигнал усиливать лазерным усилителем, то к нему добавляются шумы спонтанного излучения. Пользуясь описанной выше системой с дифракционным ограничением пучка, согласованием мод и пространственной фильтрацией, можно уменьшить дополнительный шум спонтанного излучения до значений, близких к теоретическому минимуму. Вопрос заключается в следующем можно ли получить выигрыш в чувствительности системы, т. е. в минимальном обнаруживаемом сигнале Как увидим ниже, ответ зависит от спектральных характеристик приемника. Если провести поверхностный анализ ОСШ для систем, основанных на использовании лазерных усилителей с небольшим усилением, работающих в видимой области спектра, для которой имеются фотоэлектронные приемники с хорошими характеристиками, то можно легко сделать вывод, что лазерный усилитель ухудшает характеристики большинства систем связи [19, 49], особенно если лазерный предусилитель сравнить с оптическими гетеродинными или гомодинными системами. Но более тщательный теоретический анализ (слишком подробный, чтобы воспроизводить его в данной книге) [50] показывает, что в зависимости от уровня инверсии лазерного усилителя и спектрального квантового выхода приемника при использовании лазерного предусилителя может снизиться минимальный обнаружимый уровень сигнала. Результаты измерений, проведенных на длине волны 3,508 мк (одно из лучших окон прозрачности атмосферы) с лазерным предусилителем на Хе, имеющем большое усиление [51, 52], показали, что вследствие сужения полосы усиления получен выигрыш в минимальном обнаружимом сигнале на 16 дб. Поскольку независимые измерения инверсии [c.482]

Пространственно-временная аналогия в нелинейнооптических задачах приводит к взаимному соответствию между характеристиками нелинейного взаимодействия волн для двух случаев длине эффективного взаимодействия световых пучков, при наличии сноса необыкновенного луча относительно обыкновенного, в пространственной задаче соответствует групповая длина, обусловленная эффектами группового запаздывания импульсов во временной задаче апертурной длине, связанной с расходимостью ограниченных пучков, соответствует квазистатическая длина взаимодействия фазомодулированных световых импульсов и т. п. [c.234]

Оптической системой была названа совокупность оптических деталей, предназначенная для определенного формирования пучков световых лучей, заключенных в ограниченном телесном угле. Эти детали, которые используются в оптических системах, ограничиваются плоскими, сферическими и несфериче-ск,ими поверхностями (цилиндрическими, осесимметричными поверхностями второго и высшего порядков и т. п.). [c.16]

ВИНЬЕТИРОВАНИЕ (от франц. vignette — заставка), частичное затенение пучка лучей, проходящего через оптич. систему, обусловленное его ограничением диафрагмами системы. В. приводит к уменьшению освещённости изображения, даваемого системой, при переходе от центра к краю поля зрения. Степень понижения освещённости изображения в результате В. характеризуется коэфф. виньетирования, к-рый равен отношению телесных углов (или площадей поперечных сечений) двух проходящих через систему пучков световых лучей — наклонного и осевого, идущих от равноудалённых от системы точек. Коэфф. В. обычно выражается в %. В. полностью отсутствует только при совпадении плоскости входного л ю-к а (см. Поле зрения) с плоскостью объекта (соотв. плоскости выходного люка с плоскостью изображения) при этом изображение резко ограничено. В зеркальных и зеркально-линзовых системах возможно Б., вызванное наличием 2-го отражат. элемента, препятствующего распространению центр, лучей пучка. [c.77]

Шаправленность лазерного излучения. Лазерное излучение кроме высокой монохроматичности обладает также свойством остронапра-вленности. Это объясняется как свойством индуцированного излучения, так и воздействием резонатора. Однако, несмотря на это, из-за явления дифракции строго параллельный пучок света получить принципиально невозможно. Как известно, при любом ограничении фронта волны имеет место дифракция. Так как при генерации света в лазере фронт световой волны ограничивается окружностью основания кристалла рубина или же зеркала диаметром D, то, согласно теории дифракции, угол минимального расхождения лучей [c.387]

Если 0диф>0о, часть дифрагированных лучей выходит из цилиндрического пучка света, т. е. пучок расширяется. При 0диф<0о все дифрагированные лучи испытывают полное отражение от боковой поверхности цилиндрического пучка. Так как в реальных условиях ограниченный по фронту световой пучок всегда имеет большую интенсивность на оси, то показатель преломления согласно (36.20) также будет иметь большую величину на оси пучка и убывать к его периферии. Вследствие этого лучи в пучке будут искривляться, пучок начнет сжиматься и может превратиться в узкий световой канал, т. е. произойдет самофокусировка пучка (рис. 36.5, б). Далее световой пучок распространяется внутри этого канала, обеспечивая сам себе своеобразный оптический волновод. Такой режим распространения светового пучка называется самоканализацией. В этом случае 0диф 0о, т. е. дифракционные явления полностью подавляются. [c.310]

Строгое волновое представление пучка лучей , исходящих из некоторого источника, с резко ограниченным конечным поперечным сечением, получается в оптике, по Дебаю, следующим образом берется суперпозиция континуума плоских волн, каждая из которых заполняет все пространство, при этом нормали к входящим в суперпозицию волновым поверхностям изменяются в пределах заданного угла. Вне определенного двойного конуса полны в результате интерференции почти совершенно уничтожают друг друга, так что с ограничениями, связанными с дифракцией, получается волновое представление ограниченного светового пучка. Подобным же образом можно представить и бесконечно узкий лучевой конус, изменяя лишь волновую нормаль совокупности плоских воли внутри бесконечно малого телесного угла. Этим обстоятельством воспользовался фон Лауз в своей знаменитой работе о степенях свободы лучевых пучков ). Наконец, вместо того чтобы использовать, как это до сих пор молчаливо предполагалось, только чисто монохроматические волны, можно варьировать частоту внутри некоторого бесконечно малого интервала и посредством соответствующего подбора амплитуд и фаз ограничить возмущение областью, которая будет сравнительно мала также и в продольном направлении. Таким образом может быть шшучаыо анадихическоа прадртаилениА энергетического пакета сравнительно небольших размеров этот пакет будет передвигаться со скоростью света или в случае дисперсии с групповой скоростью. При этом мгновенное положение энергетического пакета (если не касаться его структуры) определяется естественным образом, как та точка пространства, где [c.686]

Смещение частоты 2 в световом пучке может быть осуществлено применением двухчастотного лазера [53] или однополосного частотного оптического модулятора. Частотные модуляторы могут быть выполнены на акустооптических ячейках с дифракцией Брэгга или Рамана — Натовского на бегущих ультразвуковых волнах [100, 174]. В результате дифракции на бегущей ультразвуковой волне в дифракционных порядках имеет место допле-ровский сдвиг частоты, пропорциональный скорости движения волны. Обычно в ЛДИС акустооптические ячейки совмещают функции лучевого расщепителя и однополосного частотного модулятора. Однако возбуждение бегущей ультразвуковой волны в акустооптической ячейке осуществляется в узкой полосе частот. Это ограничение связано с резонансными свойствами возбудителя и геометрией активной среды. Резонансные свойства ограничивают возможность перестройки частоты в акустооптическом модуляторе. [c.298]

С 1960-х гг. начались исследования М. с. с применением сверхвысоковакуумной аппаратуры в условиях вакуумной гигиены, т. е. в хорошо контролируемых и поддерживаемых условиях. Появилась возможность дозированного изменения состава, темп-ры, зарядового состояния и др. параметров М. с. и прецизионного измерения этих величин, выяснена их связь с геом., в частности структурными, характеристиками поверхности. Наиб, удобны для исследования М. с. на чистых поверхностях полупроводников и др. монокристаллов, т, к. в таких М. с. наблюдаются анизотропные явления. Для изучения состава и структуры М. с. применяют зондирование поверхности электронными, нейтронными, ионными, молекулярными, рентг., световыми и позитронными пучками, автоионную, автоэлектронную, полевую и тепловую эмиссию частиц с исследуемых поверхностей, а также метод зондовой микроскопии. Большинство исследований должно проводиться в условиях сверхвысокого вакуума, что ограничивало возможности этих методов. Применение зондов-острий позволило снять эти ограничения. [c.209]

Нейронно-сетевой О. к. состоит из двух осн. компонентов. Это двумерная матрица оптич. переключающих (бистабильных) элементов (искусств, аналогов нейронов) состояния одних элементов изменяются в зависимости от состояния элементов, с к-рыми они соединены. С помощью световых пучков каждый элемент этой матрицы может быть соединён со всеми другими. Второй компонент — голограмма, с помощью к-рой задаются различные связи между элементами. С помощью голограммы, объём К рой равен 1 см , можно задать более 10 связей. Нейронно-сетевые О. к. способны, по-видимому, дать наилучшие результаты в задачах, связанных с принятием решений с целесообразно ограниченной точностью, т. е. в области информац. деятельности, в наиб, степени свойственной человеческому мозгу. [c.447]

Размеры пятен пересечения светового пучка, распространяющегося между зеркалами, должны быть минимальны по всему ходу п.учка, так. как необходимо освободить наибольшую возможную площадь для отверстий входа и выхода пучка. Будем считать источник света круглым, плоским и когерентным. Из него, согласно Когельнику [12], исходит пучок довольно сложной формы с перетяжкой, что существенно для рассматриваемого здесь случая одио-модового ОКГ с гауссовым распределением амплитуд, но световой пучок ограничен с одной стороны контуром источника (торца ОКГ или перетяжки, т. е. сечения пучка минимального диаметра 2Zo), а на бесконечности — конусом с апертурным углом, вычисляемым по формуле nsinu nu - частный случай формулы (VI 1.31) при 0 = - [c.559]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...