Когерентность лазерного излучени

Процесс ВР используется для обращения волнового фронта. При ВКР энергия частично когерентного лазерного излучения преобразуется в энергию полностью когерентного светового пучка на смещённой (стоксовой) частоте (ВКР-коррекция волнового фронта). Такая коррекция позволяет значительно (в > 10 раз) уменьшить угл. расходимость излучения. При этом квантовая эффективность преобразования составляет обычно 30—50%, а иногда и 80—90%. [c.303]

Осн. прибор, используемый в С.,— спектрофотометр (см. Спектральные приборы). Об измерениях в когерентном лазерном излучении см. в ст. Фотометрия импульсная. [c.626]

До недавнего времени считалось, что когерентность излучения не важна для термической лазерной технологии. В настоящее время эта точка зрения коренным образом меняется. Во-первых, взаимодействие когерентного лазерного излучения с поверхностью может сопровождаться образованием различных поверхностных электромагнитных волн, которые уже сейчас можно использовать для создания периодических поверхностных структур. Во-вторых, в последнее время среди технологических лазеров все более широкое распространение получают так называемые многолучевые или многоканальные лазерные системы, представляющие из себя набор большого ( 10...10 ) числа пространственно разнесенных лазеров, параллельные пучки которых собираются на обрабатываемом изделии в одно пятно с помощью фокусирующей системы. При сложении двух гармонических колебаний, в том числе и электромагнитных, с одинаковой частотой и разными амплитудами i и 2 и фазами ф1 и ф2 образуются гармонические колебания той же частоты с амплитудой [c.59]

Разрушить в достаточной мере когерентность лазерного излучения без значительных энергетических потерь позволяет сканирующий лазерный осветитель [6]. Предмет освещается лазерным пучком, сформированным обычным образом (без рассеивателя), но положение этого пучка относительно оси проекционного объектива все время изменяется и предмет в разные моменты времени освещается под различными углами (рассеиватель в каждый момент времени создает разностороннее освещение), а пучок проходит через разные области объектива. [c.190]

Главное внимание здесь уделяется Не — Ne-лазеру, ионному аргоновому и ионному криптоновому лазерам. Другие газовые лазеры, такие, как лазер на СОз и Не — d-лазер, мы не будем рассматривать, поскольку они редко применяются для целей голографии. Свойства газовых лазеров, связанные с голографией, за исключением длины волны излучения, как правило, определяются объемом резонатора, а не лазерной средой. С точки зрения применения в голографии наиболее важным свойством газовых лазеров является когерентность лазерного излучения. По сравнению с остальными типами лазеров газовые лазеры обеспечивают наилучшие характеристики когерентности. Для голографии также представляют интерес такие характеристики газовых лазеров, как диапазон длин волн генерации и выходная мощность излучения лазера. [c.287]

Степень временной когерентности лазерного излучения, связанной с продольной модовой структурой, зависит от спектра излучения и характеризуется длиной когерентности — расстоянием, на котором еще ие происходит недопустимых фазовых нарушений. При этом [c.36]

Главным недостатком вышерассмотренных двухступенчатых и одноступенчатых с пособов записи радужных голограмм и их модификаций является ограничение угла обзора восстановленных изображений, определяемого апертурой оптической системы. Для устранения этого недостатка авторы работ [11, 12] в схеме записи вместо ограничиваюш,ей щели использовали кольцевое и круговое отверстия. Они для осуществления поставленной цели использовали принципы записи спекл-фотографии, где сужение спектра пространственных частот объектного волнового поля происходит не в одной, как обычно, а в двух плоскостях, расположенных по разные стороны от фокальной плоскости оптической системы. Схема записи спекл-фотографии, приведенной на рис. 2.10, обладает некоторыми свойствами радужных голограмм. Объект О, освещенный когерентным лазерным излучением, отображается оптической системой L на [c.52]

В общем случае реализуется частично когерентный прием с учетом интерференции опорного и сигнального оптических полей в резонаторе лазера. Однако на практике с использованием специальной методики возможно выделение когерентной составляющей взаимодействия полей в резонаторе лазера. Методика заключается в осуществлении фазовой модуляции излучения на выходе генератора с помощью подвижек поворотного зеркала с последующим синхронным детектированием сигнала фототока на частоте модуляции фазы /м при малых амплитудах модуляции АЛ Л/2 или на кратной частоте k u k = 2, 3,. . . ) при больших амплитудах модуляции. В условиях натурного эксперимента происходит ухудшение пространственной когерентности лазерного излучения из-за атмосферной турбулентности и стохастического характера процесса диффузного рассеяния. [c.205]

Однако все сказанное справедливо лишь для достаточно малых толщин пластины, когда длина пути света в пластине меньше длины когерентности. Например, при работе с изолированными спектральными линиями от обычных источников излучения, когда имеется как ударное, так и доплеровское уширение линии, толщина пластинок обычно должна быть меньше миллиметра. Если используется излучение лазера, то толщина пластинок может составлять сантиметры в зависимости от степени когерентности лазерного излучения. [c.188]

После создания лазеров световое давление снова привлекло внимание исследователей. Высокие временная и пространственная когерентности лазерного излучения позволяют сфокусировать его в области с размерами порядка длины световой волны. При этом достигаются очень [c.170]

В современной демонстрационной модификации опыта Юнга в качестве источника света используют лазер. Прн этом для когерентного возбуждения вторичных источников 5 и необходимость во вспомогательном отверстии 5 отпадает, так как в лазерном излучении световые колебания когерентны по всему поперечному сечению пучка (высокая пространственная когерентность лазерного излучения), и щели вводят непосредственно в пучок лазерного излучения. [c.208]

Исключительно высокая монохроматичность излучения стабилизированных по частоте газовых лазеров позволяет получить интерференцию при разности хода в несколько километров. Предельная разность хода, при которой возможно наблюдение интерференции, на практике ограничивается не длиной когерентности лазерного излучения, а трудностями создания стабильной интерференционной установки подобных размеров и неоднородностью земной атмосферы. [c.224]

По этому волноводу пучок когерентного лазерного излучения может распространяться на большое расстояние, не испытывая Даже дифракционного расширения. [c.304]

Заметим, что иллюстрируемая этими примерами возможность концентрации световой энергии в пространстве и концентрации по направлениям распространения связана с высокой пространственной, когерентностью лазерного излучения. [c.304]

От некоторых недостатков нарезных решеток свободны голографические (см. 7.7) дифракционные решетки, которые получают путем создания в специальных светочувствительных материалах пространственно периодического распределения интенсивности, возникающего при интерференции когерентного лазерного излучения. [c.312]

Исключительные свойства когерентного лазерного излучения, коренным образом отличающие его от некогерентного излучения традиционных, для оптической области тепловых, газоразрядных и люминесцентных источников света, обусловили бурное развитие лазерной техники и широкое применение лазеров в научных исследованиях и в практике. Б настоящее время существует много типов лазеров, отличающихся способами возбуждения активной среды, спектральной областью, мощностью, временными и спектральными характеристиками излучения и т. п. [c.445]

I Как иа опыте можно продемонстрировать пространственную когерентность лазерного излучения [c.455]

В настоящее время для юстировки интерферометров широко-используются лазерные источники света вместо газоразрядных, излучающих ряд спектральных линий. Излучение лазера обладает высокой пространственной и временной когерентностью и большой интенсивностью. С одной стороны, это облегчает получение интерференционной картины, но с другой затрудняет установку зеркал интерферометра в начальное положение. Кроме того, высокая когерентность приводит к появлению побочных интерференционных картин от нерабочих поверхностей в интерферометре, которые накладываются на основную и затрудняют интерпретацию результатов юстировки. Необходимо учитывать также значительную неравномерность излучения лазера по сечению пучка, а также возможность появления пятнистой структуры, обусловленные высокой пространственной и временной когерентностью лазерного излучения. [c.172]

С параметром ЯТ связана также и пространственная когерентность лазерного излучения. Угловой размер максимума контура линии излучения равен [c.210]

Механическая устойчивость всей голографической схемы обеспечивается также тяжелыми и кинематически правильно расположенными подставками под оптические элементы, которые можно перемещать и надежно фиксировать. Оптические элементы необходимо располагать так, чтобы разность хода опорного и предметного пучков не превышала длины когерентности лазерного излучения. [c.391]

Интерферометр Фабри—Перо как резонатор лазера. Для получения эффекта генерации излучения, т. е. создания когерентного и направленного излучения, необходим оптический резонатор, настроенный на определенную длину волны. Он представляет собой ИФП с зеркалами сравнительно небольших размеров, между которыми помеш ается активная среда (см. 3). Часто одно из зеркал делают полупрозрачным, а другое — полностью отражаюш им. Коэффициент отражения R зеркал выбирается в зависимости от заданного усиления активной среды и может лежать в пределах 0,2—0,98. Чаще всего стремятся к увеличению параметра Rt. Лавина фотонов, возникающая в активной среде и увлекающая за собой все новые и новые порции фотонов, оказывается как бы зажатой между двумя зеркалами. В оптическом резонаторе происходит накопление электромагнитной энергии. Оптический резонатор определяет пространственную и временную когерентность лазерного излучения, а следовательно, существенно влияет на форму и ширину генерируемой спектральной линии. [c.128]

Когерентная волна 203 Когерентность лазерного излучения 42 [c.345]

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]

Высокая когерентность лазерного излучения позволяет производить объемное фотографирование (голография), о котором речь шла в гл. VIII. [c.389]

Свойства лазерного излучения значительно расширили возможности интерферометрии для измерения длин и перемещений. Ограниченное использование интерферометров при таких измерениях было связано с качеством имеющихся источников света, не обладающих дсстаточной яркостью и когерентностью, что не позволяло получать четкую интерференционную картину при длине измерительного плеча более полуметра. Так как время когерентности лазерного излучения может составлять 10 — 10 с, лазерные интерферометры дают устойчивую интерферен- [c.228]

Высокая когерентность лазерного излучения позволила реализовать идею голографии п создать целый набор голографич. приборов. [c.320]

Высокая степень когерентности лазерного излучения позволяет использовать помехоустойчивые методы модуляции — частотную, фазовую и поляризац. модуляцию. Известны системы О. с. с применением поляризац. мо-цуляции излучения непрерывных газовых лазеров (лазер Не — N6 с X = 0,63 мкм и СО -лазер с А, = 10,6 мкм) для передачи как аналоговой, так и цифровой информации. Для передачи последней наиб, удобна импульсная модуляция интенсивности полупроводниковых лазеров током. накачки. [c.441]

Среди основных причин уменьшения когерентности пучка со временем и в пространстве необходимо назвать наличие меняющихся во времени оптических неоднородностей среды, а также несовершенство оптических элементов лазерных систем. Однако даже при их отсутствии время и область существования когерентности лазерного излучения будут ограничены из-за неизбежного ушире-ния линии генерации. Действительно, так как колебания электромагнитных волн можно представить в виде Е г, ) = о( ) os (2лу + ф( , t)), то изменение относительной фазы ф(г, t) синхронных в момент времени t = 0 колебаний с частотами, отличающимися на Avj, будет возрастать со временем oo2nAvj и станет равным 2п через время [c.58]

При освещении шероховатого объекта когерентным лазерным излучением рассеянный одной из точек поверхности свет интерферирует со светом, рассеянным любой другой точкой, в результате чего возникает хаотическая интерференционная картина—спекл-структура. Ее хаотичность обуславливается случайностью распределения фазы рассеяного света вследствие неоднородности микрорельефа шероховатой поверхности. [c.543]

Затем находятся и анализируются статистические характеристики (распреде-леиие фотоэлектронов, производящая функция и факториальные. моменты) одномодового когерентного лазерного излучения. Исследуются статистические характеристики одномодового излучения ОКГ при различных распределениях амплитуды излучения ((вариации распределений. могут происходить при распро-странеиии излучения в турбулентной ореде, при различных преобразованиях оптических лолей и т, д.). Находятся н исследуются статистические характеристики шумовых ((тепловых) или некогерентных полей, а также суперпозиции некогерентных и когерентных полей. Определяются статистические характеристики излучен1ия 0 К Г при наличии различных механических воздействий (вибраций, тряски и т. д.). Находятся статистические характе,ристики модулироваи- Ы.Х оптических полей. [c.201]

Квантовые шумы. Квантовые шумы возникают из-за наличия спонтанных переходов возбужденных ионов с метастабильного уровня. В активной среде возникает спонтанное световое излучение, которое в отличие от генерируемого вынужденного излучения равномерно направлено во все стороны, имеет сплошной спектр а пределах линии усиления и случайным образом флуктуирующую-интенсивность. Определенная часть спонтанного излучения распространяется вдоль оси активной среды и попадает в телесный угол и частотный спектр полезного генерируемого лазерного излучения. Иными словами, в лазерном резонаторе за счет апонтанного-излучения наряду с источником вынужденного когерентного лазерного излучения (которым являются ионы, совершающие вынуж- [c.84]

Такой ход экспериментальной кривой может >1ть объяснен на основе известных данных об уменьшении когерентности лазерного излучения с ростом количества генерируемых мод. Действительно, измеряемая дифракционная зффективность голограммы, как известно, линейно связана с контрастом зарегистрированной ею интерференщюнной картины или с вид-ностью наблюдаемых интерференционных полос, которая определяется известной формулой [c.54]

Условная оптическая схема приемного тракта лазерного локатора ESOR показана на рис. 7.12. Объект подсвечивался когерентным лазерным излучением. Отраженный сигнал коллимировался приемным телескопом и направлялся на акустооптический модулятор 4, в котором при помощи генератора 7 возбуждалась бегущая акустическая волна. Для детального ознакомления с принципами работы акустооптических модуляторов можно рекомендовать обзор [3]. Акустооптический модулятор работал в режиме брэгговского отражения, гак что направление вектора звуковой волны составля- [c.259]

Таким образом, маломощные лазеры пригодны для голографирования лишь неподвижных объектов. Но есть и еще одна причина, ограничивающая их примечание. Она связана с так называемой длиной когерентности излучения. Дешевые маломощные лазеры ЛГ-55 и ЛГ-45 обладают небольшой длиной когерентности. При записи голограммы опорный и объектный пучки проходят пути различной длины прежде, чем они встречаются на фотопластинке, создавая интерференционную картину. Свет, попадающий на фотослой от ближайших частей объекта, проходит меньший путь, чем от более удаленных. Если разность этих путей больше длины когерентности лазерного излучения, то интерференционная картина не получится. Это особенно четко проявляется, когда хотят получить голограмму с помощью лазера с малой длиной когерентности при значительной глубине голографируемой сцены. Если длина когерентности лазерного излучения не превышает 0,5 м, то получить хорошую голограмму группы предметов, расположенных на глубине 1 м не удастся. Голограммы же плоских объектов можно получать с простейшими лазерами и даже с помощью газоразрядных ламп. [c.54]

Применение лазеров и их использование совместно с ЭВМ создали весьма благоприятные условия для развития оптики. Высокая когерентность лазерного излучения позволяет изучать и воспроизводить в оптическом диапазоне широкий класс явлений, недоступных для исследований при малых степенях когерентности излучения. Высокая плотность энергии лазерного излучения дает возможность исследовать нелинейные оптические процессы в условиях, недоступных при прежних методах исследования. Возможность генерации коротких и сверхкоротких лазерных импульсов открыла путь к исследованию быстронротекающих процессов, включая внутримолекулярные. Использование ЭВМ в громадной степени ускорило оптические исследования, поскольку во многих случаях оно свело их либо к прямому расчету, либо к постановке численных экспериментов. [c.9]

Длина когерентности лазерного излучения может достигать очень больших значений (многие километры). Поэто с его помощью можно наблюдать картину интерференции в очень толстых пластинах. Ограничения возможности наблюдешм обусловливаются не степенью когерентности, а неоднородностями материала, качеством поверхности пластины и другими аналогичными факторами. [c.183]

Их возникновение обусловлено большой степенью когерентности лазерного излучения. Большинство поверхностей, не отполированньсс специально с высокой оптической точностью, имеют случайные неровности, высота которых больше длины волны. Лазерное излучение с большой степенью когерентности отражается диффузно от поверхности. Ог различных точек поверхности распространяются волны с постоянными разностями фаз. Прт попадании на сетчатку глаза или на фотопластинку образуется интерференционная картина в виде чередующихся темных и светлых спеклов. [c.320]

Широко известны различные примеры проявления этих специфических свойств лазерного излучения. Так, например, в различных прозрачных средах возникает его самофокусировка, т. е. нарушается один из основных законов оптики — закон прямолинейного распространения света. Самофокусировка обусловлена большой интенсивностью лазерного излучения, под действием которого изменяется коэффициент преломления среды. Другой хорошо известный пример — возможность разделения изотопов ла-эерным излучением за счет высокой монохроматичности излучения и его селективного воздействия па состояния сверхтонкой структуры атомных спектров. Когерентность лазерного излучения и, в частности, его экстремально малая расходимость позволяют фокусировать излучение в кружок, диаигетр которого порядка длины волны излучения, т. е. порядка 1 мкм. При длительности лазерного импульса порядка фемтосекунд длина цуга, т. е. той области пространства, где локализовано электромагнитное поле вдоль направления его распространения, составляет величину порядка 10 см, т. е. величину порядка длины волны излучения Можно привести и другие примеры, столь же принципиально противоречащие привычным представлениям, сложившимся в до-лазерную эпоху, когда существовали лишь некогерентные источники излучения. [c.6]

Когерентность лазерного излучения. Когерентность, в принципе, обусловлена вынужденным (а не спонтанным) характером излучения. Для электромагппттюн волны существуют понятия пространственной и временной когерентности [15]. Если разность фаз для любых точек волнового фронта в любой момент времени I остается иензменной, то данная волна является полностью пространственно когерентной. Если разность фаз сохраняется лишь в некоторой конечной области пространства, то волна является лишь частично пространственно когерентной. Если в дайной точке пространства на интервале времени М фаза [c.8]

Когда идет речь о взаимодействии некогереитного света с прозрачными макроскопическими телами — газами, жидкостями, стеклами и кристаллами, то всегда предполагается, что свойства самой прозрачной среды под действием света не изменяются. В случае лазерного излучения ситуация качественно отличается. Ввиду большой иптенсивности излучения изменяются усредненные оптические характеристики среды, например ее показатель преломления. Это приводит к новым эффектам, например к самофокусировке излучения (лекция 14), о чем уже шла речь выше. Когерентность лазерного излучения обусловливает тот факт, что нелинейная поляризация среды имеет вид волны, распространяющейся в среде наряду с падающей волной (лекция 11). Взаимодействие этих волн также приводит к новым эффектам (лекции 12—14), в том числе к возбуждению высших гармоник Ка> [c.13]

При изучении энергетики процессов в лазере на неодимовом стекле можно выделить две характерные стадии энергетических преобразований преобразовапие излучения накачки в энергию возбуждения ионов неодима — процесс накопления инверсии, и затем преобразование энергии инвертированных ионов в когерентное лазерное излучение — процесс генерации или усиления. На первой стадии наиболее существенными являются используемые в лазере источник и система накачки, а на второй — свойства активной среды и резонатора. [c.58]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...