Длина когерентности света

На рис. 1.4 схематично и в сильно увеличенном масштабе показаны две апертуры В и С в опыте Юнга с источником света шириной W, находящимся на расстоянии г. Предположим, что свет имеет неограниченную длину когерентности. Свет от некоторой точки S в источнике освещает апертуры, и на экране возникают интерференционные полосы. В зависимости от положения S существует определенная задержка между моментами прихода некоторого волнового фронта на апертуру В и апертуру С. Величина этой задержки определяет положения максимумов и минимумов интенсивности полос на экране (на рисунке не показаны), обусловленных светом, приходящим от точки S. Если бы источник состоял только из этой единственной точки (как в идеализированном опыте Юнга), то наблюдались бы полосы [c.16]

Как уже было сказано, метод голографической микроскопии, в котором при записи голограммы используются рентгеновские лучи, а при восстановлении — видимый свет, мог бы обеспечить получение значительных увеличений. К сожалению, до сих пор не удалось создать рентгеновский источник с большой длиной когерентности света и результаты в этой области являются довольно скромными. Большинство выводов подтверждается при записи голограмм с помощью электронных лучей, поскольку электронные источники имеют значительную когерентность излучения. [c.187]

Размывание полос интерференции в интерферометре Майкельсона обусловлено конечностью времени и длины когерентности света, излучаемого источником, т.е. обусловлено временной когерентностью. [c.154]

При сильном увеличении оптической разности хода 2к видность полос убывает и говорят, что относительная когерентность двух лучей уменьшается. Если видность упала почти до нуля, мы говорим, что оптическая разность хода превысила длину когерентности света или, иначе, что относительное время задержки стало больше времени когерентности. [c.161]

Чтобы можно было представить поле падающего света в точке наблюдения Q в виде простой суперпозиции полей (с соответствующей задержкой) на отверстиях, нам пришлось принять, что световой сигнал является узкополосным. Теперь мы добавим еще одно предположение. А именно, предположим, что длина когерентности света намного больше максимальной оптической разности хода, возникающей при прохождении света от источника до рассматриваемой области интерференции. В качестве математической формулировки мы потребуем, чтобы для всех точек источника и всех точек рассматриваемой области наблюдения выполнялись условия [c.175]

Трудности, которые встречаются в работе со звездным интерферометром Майкельсона, далеко не тривиальны. Весь прибор должен быть тш,ательно отъюстирован, и оптические разности хода в двух плечах должны быть одинаковы с точностью до некоторой доли длины когерентности света. Чтобы собрать [c.320]

В последующем анализе мы заменим длину волны X ее средним значением X, пренебрегая тем самым зависимостью фазового сдвига от длины волны, т. е. предполагая, что спектр достаточно узкий. Как было показано в гл. 7, 1, п. А [в частности, прн выводе формулы (7.1.11)], такое приближение приемлемо при условии, что оптические разности хода для волн, проходящих через экран, не превышают длины когерентности света. [c.354]

Длина когерентности света 161 Дробовой шум 454 [c.513]

Если разность хода —Ргм мала по сравнению с длиной когерентности света, в аргументе можно пренебречь запаздыванием (Rm — Rml)/v. Тогда из (15), (16) и (18) получим [c.467]

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]

Опыт показывает, что при использовании в качестве источника света свечения разреженного газа длина когерентности для отдельных спектральных линий этого газа не превышает нескольких десятков сантиметров. Лазерные источники света (см. гл. ХЬ) позволяют наблюдать интерференцию при разности хода в несколько километров. Однако практический предел разности хода, при которой возможно наблюдение интерференции, ограничивается уже не длиной когерентности лазерных источников света, но трудностями создания стабильной интерференционной схемы подобных размеров и неоднородностью земной атмосферы. [c.93]

Длина когерентности излучения лазеров может достигать сотен метров, и по крайней мере в принципиальном отношении лазеры решают проблему источников света для голографии. Применяются лазеры разных типов, но наиболее широкое распространение получили гелий-неоновые лазеры (X = 632,8 нм, см. 227). [c.261]

Среднее расстояние, в пределах которого гребни волны сохраняют щаг , определяется длиной когерентности источника, излучающего. эту волну. Чем больше длина когерентности, тем монохроматичнее источник света и тем легче получить интерференционную картину с помощью излучаемых им волн. Источник света с большой длиной когерентности обладает высокой степенью временной когерентности. [c.11]

Спекл-интерферометрия, также как и голографическая-интерферометрия, где для освещения обычно используют лазерные источники, позволяет измерять смещения (статические и динамические) и исследовать форму оптически грубой поверхности с чувствительностью порядка длины волны света. По.этому новые интерферометрические методы можно рассматривать как перенос методов классической интерферометрии на широкий класс объектов и систем, которые находились ранее за их пределами. Спекл-интерферометрия развивалась на принципах голографической интерферометрии и базируется на спекл-эффекте, который приводит к формированию случайной интерференционной картины, наблюдаемой при рассеянии когерентного света на оптически грубой поверхности. [c.33]

Четыре безразмерных параметра, отмеченных выше, достаточны для классификации М. с. в поле бесконечно плоской когерентной волны. Реальные пучки лишь частично когерентны, и их рассеяние зависит ещё от длины когерентности г, точнее от пятого параметра — = г/Х. Поскольку этот параметр характеризует статистич. свойства поля, а оно определяется свойствами источника света и пути, к-рый прошла волна до того, как попала на М. с., то его значение никак не связано с предыдущими четырьмя параметрами. Длина когерентности т = к /АХ, где АХ — спектральная ширина излучаемой линии. При учёте частичной когерентности света исследование кооперативных эффектов становится особенно сложной задачей. [c.223]

Здесь с — скорость света. Отношение длины когерентности к глубине проникновения называют параметром Гинзбурга-Ландау. Этот параметр [c.217]

Лазерный дилатометр основан на интерференции двух световых лучей. Когерентный свет получают с помощью Не—Ne лазера (длина волны 0,633 мкм). Световой луч лазера разделяется на две части. После отражения от зеркал измерительный п опорный лучи складываются. При этом интерференция происходит из-за различия оптических путей измерительного и опорного лучей. Вследствие удлинения образца путь измерительного луча изменяется. [c.152]

Указанное свойство света от любого источника связано с его временной когерентностью, которую можно качественно определить как интервал времени, в течение которого фаза волнового движения последовательно изменяется предсказуемым образом при прохождении фиксированной точки в пространстве чем больше этот интервал, тем выше степень временной когерентности. Длина волнового цуга, удов-летворяющего указанному требованию, представляет собой длину когерентности, которая равна произведению времени когерентности на скорость света. (При использовании термина длина когерентности следует помнить, что имеется в виду спектральная частота света, а не какое-то свойство его пространственного распределения.) [c.15]

В этом уравнении At является временем когерентности света. Соответствующая длина когерентности равна [c.78]

Оценим информационную емкость светового поля, модулируемого голограммой, предположим сперва, что запись голограммы произведена -когерентным светом одной длины волны и что распределение волн по направлениям поляризации и дополнительная разность фаз, вносимая неоднородностью оптических свойств объекта, не оцениваются. В этом случае на голограмме записана только информация, характеризующая распределение интенсивностей (или амплитуд) по координатам и по направлениям, при этом выражение (2.1.6) примет вид [c.64]

Получение хороших результатов в этих экспериментах было делом довольно трудным, поскольку мы столкнулись с жесткими требованиями как к стабильности, так и к когерентности. Этот тип отражающих объектов привел к тому, что прежнее достаточно скромное требование к когерентности стало на несколько порядков больше теперь пучки света, отраженные от всех частей объекта, должны быть одновременно когерентными с опорным пучком. А это значит, что длина когерентности должна быть порядка удвоенной длины объекта. Здесь нам и понадобился лазер с его высокой когерентностью излучения. Однако не всегда мы имели достаточно когерентное излучение лазера, например когда генерация в нем происходила на неаксиальных модах или когда частота генерации менялась из-за неустойчивостей резонатора. [c.20]

Возвращаясь к случаю узкополосного света, вспомним теперь второе условие квазимонохроматичности оптическая разность хода должна быть намного меньше длины когерентности света. Опираясь на это предположение, мы можем найти соответствующие законы распространения света для взаимной интенсивности. Если условия квазимонохроматичности выполняются, то взаимную интенсивность на поверхности Ед мы найдем, заметив, что [c.191]

Определить время и длину когерентности света, излучаемого следую-1ЦНМИ источниками [c.396]

Юнг получил стационарную картину интерференции от двух щелей и впервые измерил длину волны света. В 6.5 рассмотрен опыт Юнга, позволяющий связать допустимые угловые размеры источника с расстоянием между щелями, введя понятие площалки когерентности. [c.183]

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]

Эта величина называется длиной когерентности. Она определяется свойствами источника света либо применяемого монохро- [c.92]

Распространение указанных выводов на самосветящиеся объекты (отсутствие когерентности) особенно важно потому, что и при осве-пщнном объекте далеко не всегда имеет место полная когерентность. Точки освещенного объекта посылают вполне когерентный свет только в том случае, если угловые размеры источника настолько малы, что угол, под которым он виден из места расположения предмета, мал по сравнению с Я/с(, где X — длина световой волны, а — расстояние между освещаемыми точками объекта. Действительно, в этом случае волны, доходящие от разных точек источника до освещаемых точек, имеют различие в фазах, малое по сравнению с 2я (см. упражнение 129), так что интерференция волн, рассеиваемых нашими точками, даст практически один и тот же эффект, от какой бы точки источника ни пришла освещающая волна (когерентность). Наоборот, когда угловые размеры источника велики по сравнению с Х1с1, то свет, приходящий к освещаемым точкам от разных точек источника, будет иметь всевозможные разности фаз от нуля до 2я, и, следовательно, рассеянные нашими точками волны могут давать самые разнообразные интерференционные картины (некогерентность). При промежуточных размерах источника когерентность будет осуществляться в большей или меньшей мере. В реальных условиях освещение объекта в микроскопе производится широкими пучками лучей, и полная когерентность, как правило, не имеет места. [c.355]

Явления генерации кратных, разностных и суммарных гармоник нашли многочисленные научно-технические применения. Ценность этих явлений для лазерной техники обусловлена тем, что удвоение частоты лазерного излучения или смешивание излучений двух лазеров в нелинейной среде позволяет получать мощный поток когерентного света в области спектра, отличной от исходной. Например, удвоение частоты излучения лазеров на красителях, генерирующих в видимой области спектра (см. 231), обеспечивает когерентное излучение с плавной перестройкой частоты в ультрафиолетовой области. Особый интерес представляет смешивание инфракрасного излучения со светом мощных лазеров (рубинового или неодимового). Дело в том, что приемники инфракрасного излучения значительно уступают по чувствительности и инерционности приемникам, применяемым в видимой и ультрафиолетовой областях. В инфракрасной области очень плохо разработана фотография. Смешивание же излучения, например, с Я, = 4 мкм и 0,694 мкм (рубиновый лазер) дает желтый свет с длиной волны 0,591 мкм, который можно регистрировать и визуально, и фотографически, и с помощью фотоумножителя. Таким способом удается регистрировать даже слабое тепловое излучение. [c.845]

Самые совершенные источники монохроматического света (нелазерного типа) обычно имеют длину когерентности менее 1 мм, тогда как длина когерентности лазера может достигать 1 км. [c.11]

Синтез голограммы включает обычно четыре зтапа. На первом. этапе рассчитывают параметры световой волны амплитуда и фаза) при распространении ее от объекта к голограмме. При. этом исходят из того, что объект, освещенный когерентным светом, может быть адекватно описан ограниченной совокупностью точек, рассеивающих свет. Второй. этап состоит в том, что амплитуду и фазу кодируют с 1К)мощью действительной неотрицательной функции, 1 рафическое отображение которой и представляет собой синтезированную голограмму. Результирующая информация записывается в памяти вычислительной машины и на третьем. этапе отображается на выходном устройстве ЭВМ—графопостроителе или электронно-лучевой трубке, что. дает увеличенное изображение голограммы. Увеличение необходимо вследствие недостаточного разрешения печатных и отображаЮ1Цих устройств. На последнем — четвертом. этапе полученный на ЭВМ рисунок 10Л01 раммы уменьшается оптическим методом до размеров, соответствующих длине волны, использованной при расчете, и регистрируется фотографически в виде транспаранта (который представляет собой синтезированную голограмму). Если полученную таким образом голограмму осветить когерентным светом (от лазера), то восстановится изображение объекта. [c.69]

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]

Излучение лазера происходит на строго фиксированной частоте v, которая, однако, подвержена незначительным изменениям на величину Av за счет флуктуаций процесса излучения. Отрезок времени At, в течение которого это изменение не сменится другим, принято называть временной когерентностью. За время меньше At лазер генерирует практически монохроматическое излучение с постоянной фазой колебаний. Расстояние, которое проходит излучаемая ОКГ последовательность волн (цуг) за это время L = = сА1 (с — скорость света), принято называть длиной когерентности. Для большинства серийных многомодовых ОКГ L sO,l. .. 0,5 м. Для лучших одномодовых ОКГ L л 10ч- 100 м. [c.52]

Временем когерентности Тд наз. мин. задержка т между интерферирующими световыми волнами, снижающая у(т) до заданной малой величины, напр, до 0. Зависимость yW Даётся преобразованием Фурье от спектра мощности поля. Для поля с шириной спектра Av время когерентности to l/4nAv. Для разл. источников света меняется в широких пределах. Напр., для солнечного света То 10 - с, чему соответствует длина когерентности = (с — скорость света) порядка доли микрона. Для узких спектральных линий газоразрядных источников света Sq доходит до десятков см. Для одночастотных лазеров Т(, может доходить до долей секунды, и соответственно 6 измеряется многими тысячами км. Если световое поле содержит неск. раздельных спектральных лииий, то [c.396]

СПЁКЛЫ от англ, spe kle — пятнышко, крапинка) — пятнистая структура в распределении интенсивности когерентного света, отражённого от шероховатой поверхности, неровности к-рой соизмеримы с длиной волны света Я, или прошедшего через среду со случайными флуктуациями показателя преломления. С. возникают вследствие интерференции сеета, рассеиваемого отд. шероховатостями объекта. Т. к. поверхность предмета освещается когерентным светом, то интерферируют все рассеянные лучи и интерференц. картина имеет не периодическую, а хаотич. структуру. На рис. 1 представлена фотография спекл-структуры, возникающей при рассеянии высокоинтенсивного (лазерного) пучка света, проходящего через матовое стекло. [c.604]

Конечная продолжительность излучения атомом отдельного волнового цуга света означает, что он не может быть бесконечно длинным (мы проанализируем это более подробно в разд. 4.6). В результате он занимает некоторую (хотя и узкую) область частот, т.е. имеет полосу частот . Даже свет лазера обладает конечной полосой частот, хотя и предельно узкой, с соответствующей длиной цугов в несколько десятков километров. В типичных нелазерных источниках, называемых обычно тепловыми источниками, тепловые колебания излучающих атомов наряду с другими эффектами ухудшают когерентность света и ограничивают время, в течение которого волновой цуг можно рассматривать как аппроксимацию простого гармонического колебания. По этим причинам монохроматический свет от таких источников, как газоразрядные трубки, более правильно называть квазимонохрома-тическим. Белый свет является полной противоположностью лазерному и имеет столь короткие волновые цуги, что его нельзя отождествить ни с одной определенной частотой. [c.15]

Однако, подтверждая основную идею, результаты Габора ухудшались недостаточной длиной когерентности (только 0,1 мм) света от использованной ртутной лампы высокого давления и низким уровнем освещенности, получаемой после введения малой диафрагмы (диаметром 3 мкм) для обеспечения достаточной пространственной когерентности. Из-за этой и ряда других причин применение указанного метода в электронной микроскопии было неудачным. Как отмечал Габор, голография была надолго заброшена. Возрождение наступило после работы Е.Н. Лейта и Дж. Упатникса [33]. Успех их был обусловлен тем, что они обнаружили сходство процесса восстановления волнового фронта Габора с принципами теоретической работы, выполненной Лейтом с сотрудниками по локатору бокового обзора. В них предусматривалось применение бокового опорного освещения, что обеспечивало существенное улучшение характеристик [34, 35]. Затем в этих разработках были использованы незадолго до того созданные лазеры и сочетание этих двух достижений привело к более универсальному и улучшенному процессу голографии. [c.106]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...