Шум в интерферометре интенсивностей

Шум в интерферометре интенсивностей при низких световых уровнях [c.473]

Мы сначала будем вести изложение на качественном уровне, концентрируя внимание прежде всего на основной схеме интерферометра. Затем перейдем к анализу, который покажет, как с помощью, интерферометра интенсивностей можно получить информацию о модуле комплексного коэффициента когерентности. В заключение кратко обсудим одну составляющую шума, связанную с выходом интерферометра. Все изложение будет вестись исключительно в рамках классических представлений. Такой анализ непосредственно приложим к радиодиапазону спектра. Однако читатель должен иметь в виду, что для полного анализа возможностей и ограничений такого интер- [c.257]

В заключение напомним читателю, что полученное выражение для отношения сигнала к шуму учитывает только классический, или собственный, шум. Отношение же сигнала к шуму на оптических частотах обычно определяется в основном фотонными флуктуациями, о которых речь пойдет в гл. 9. Дальнейшее обсуждение интерферометрии интенсивностей мы отложим до этой главы. [c.267]

Чтобы получить более конкретное представление о значении этого анализа, рассмотрим точно тот же пример, что и обсуждавшийся в 4 в связи с интерферометром интенсивностей. (Отношение полного времени измерения к основному времени Счета, требуемому для того, чтобы обеспечить заданное отношение сигнала к шуму, может быть записано, согласно формуле [c.480]

Другая возможность увеличения разрешающей способности интерферометра Фабри — Перо заключается в повышении коэффициента отражения зеркал. Однако в реальном приборе такая возможность ограничена несовершенством его поверхностей. Инструментальный контур неидеального интерферометра уширяется из-за наложения смещенных относительно друг друга контуров Эйри, создаваемых разными участками его поверхностей (см. 5.7). При очень высоком коэффициенте отражения контуры от отдельных участков становятся столь узкими, что форма результирующего контура будет целиком определяться дефектами поверхностей. Дальнейшее увеличение / в таких условиях нецелесообразно, так как разрешающая способность не возрастает, а количество пропускаемой световой энергии убывает из-за сужения контуров от отдельных участков и получается лишь ухудшение отношения сигнала к шуму. Картина здесь аналогична той, что получается при сужении входной щели спектрографа, когда ее ширина меньше нормальной разрешающая способность остается прежней, а интенсивность уменьшается. [c.326]

В этом интерферометр интенсивностей и звездный спекл-интерферометр удивительно сходны. Отношение сигнала к шуму, связанное с любым произведением флуктуаций числа фотоотсчетов для одного интервала счета, в интерферометре интенсивностей, как было показано, меньше единицы. Только усреднение по многим независимым произведениям флуктуаций числа фотоотсчетов может привести к улучшению характеристик устройства. Аналогия не оканчивается здесь. В случае интерферометра интенсивностей критическим параметром, определяющим основные характеристики, является параметр вырождения фотоотсчетов, т. е. среднее число фотособытий, создаваемое в отдельном интервале когерентности падаюш,его света. В случае звездного спекл-интерферометра подобную роль играет параметр Л —среднее [c.492]

Для тепловых источников обычно р<1, поэтому эффекты нестационарной И. с. в их излучении крайне малы. Тем не менее их удалось обнаружить в тонкпх экспериментах по корреля]АИи иптонсивпостой (см. Интерферометр интенсивности), получивнп-ix широкую известность в связи с их значением для звёздной астрономии, поскольку с их помощью возможно из.мерять угл. размеры столь удалённых звёзд, что это пе удаётся сделать с помощью звёздного интерферометра. Следы нестационарной интерференции были обнаружены также при анализе спектра шумов фотоэлемента, освещённого двумя очень близкими спектральными линия.мп атомов ртути. На частоте биений был обнаружен пик в спектре шумов, составлявший 10 от фона дробовых шумов [4]. [c.168]

Современный прогресс экспериментальной оптики волновых пакетов, распространяющихся в диспергирующих средах, целиком обязан достижениям, лазерной физики, связанным с разработкой техники синхронизации мод лазеров, методов быстрой фазовой модуляции света, методов динамической интерферометрии и интерферометрии интенсивности. Вместе с тем следует сказать, что дисперсионные эффекты, сопровождающие распространение коротких волновых пакетов, в принципе, могут быть исследованы и с помощью традиционных иела-зерных источников света, являющихся по своей сути генераторами оптического шума с временем корреляции пико- и фемтосекундного масштаба. [c.17]

На рис. 6.15 представлена общая схема интерферометра интенсивностей. Высокочувствительные и широкополосные фотоприемники (обычно фотоэлектронные умножители — ФЭУ) непосредственно регистрируют свет, падающий в точки Р и Р2. В простейшей классической модели процесса регистрации, в которой не учитывается дискретный характер взаимодействия света с фоточувствительнымн элементами (так же как и другие возможные причины шума), фототоки, генерируемые двумя [c.258]

Существуют различные виды шума, которыми ограничиваются возможности интерферометра интенсивностей, В случае истинно теплового излучения в оптической области спектра основным видом шума почти всегда является дробовой шум, связанный с выходным сигналом фотоприемника. Этот вид шума детально изучается в гл. 9. Вторым видом шума, который может быть основным в диапазоне радиочастот и который, вообще говоря, нельзя считать пренебрежимо малым в случае квазитепловых оптических источников, является классический , или собственный , шум, обусловленный конечной шириной полосы усредняющих фильтров. Он возникает из-за случайных флуктуаций самих оптических волн. [c.263]

Б данном параграфе мы снова рассмотрим интерферометр интенсивностей, о котором говорилось в гл. 6, 3. В этом случае свет, падающий на две пространственно-разделенные апертуры, регистрируется непосредственно, без сведения вместе двух оптических пучков. Затем определяется корреляция двух фототоков, а по корреляции определяется видность интерферограм-мы. Читателю, может быть, имеет смысл перечитать 3 гл. 6. Там рассматривался вопрос об ограничениях, налагаемых чисто классическим шумом, который обусловлен флуктуациями интенсивности теплового излучения, попадающего на фотоприемник. Здесь же мы сосредоточимся на шумовых ограничениях в случае интерферометра интенсивностей, обусловленных [c.473]

За последние годы существенно повысился интерес к вопросам, связанным со статистическими характеристиками света. Интенсивно изучаются когерентные световые поля, обладающие неклассической статистикой фотонов. Эти работы, в частности, имеют целью уменьшить флуктуации фотоприема до уровня, определяемого дробовым шумом фототока. В рамках этой книги невозможно рассматривать эти работы, основанные на квантовой электродинамике и представляющие синтез волновых и корпускулярных представлений. Мы ограничимся предельно кратким указанием на цикл работ , в которых возможность наблюдения флуктуаций фотонов изучалась в классических схемах волновой оптики (интерферометры Юнга и Майкельсона) с использованием современных методов регистрации фототока. [c.451]

Выражение для отношения сигнала к шуму для отдельного кадра (9.6.28) выявляет некоторые интересные и важные свойства метода звездной спекл-интерферометрии. Важнее всего, что при неограниченном увеличении числа к фотособытий, приходящихся на один спекл, отношение сигнала к шуму приближается к единице. Таким образом, невозможно достичь отношения сигнала к шуму, большего единицы, прн использовании одного кадра для определения спектральной плотности интенсивности изображения. Это характерно для всех вычислений спектральных величин, основывающихся на преобразовании Фурье одной выборочной функции случайного процесса (см., например, о периодограммах в работе [9.12], 6-6). Единственным способом повышения отношения сигнала к шуму является усреднение найденных значений для отдельных кадров по большому числу кадров, что приводит к свойству, описываемому выражением (9.6.29). [c.492]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...