Когерентные лучи

Для технологических применений энергии света необходима его фокусировка на минимально возможной площади, что в случае полихроматического излучения неосуществимо. При монохроматическом излучении теоретически диаметр сфокусированного луча лежит в пределах 1,0...0,4 мкм, но отсутствие идеальной монохроматичности и когерентности луча может несколько увеличить этот диаметр. Монохроматический свет достаточной интенсивности получить при помощи обычных источников не представляется возможным. [c.118]

В явлениях интерференции света кроме когерентности очень важно еще и состояние поляризации интерферирующих лучей. При рассмотрении интерференции (гл. 4—7) мы специально не оговаривали состояние поляризации и но существу предполагали, что интерферирующие лучи линейно поляризованы в одной плоскости. Действительно, в общем случае это ус-.ловие в когерентных лучах выполняется. В каждом элементарном акте излучается поляризованный свет. Поскольку интерферируют лучи от источника, испущенные в одних и тех же элементарных актах, то они в каждый данный момент являются не только когерентными, но и одинаково поляризованными. Тот факт, что в следующий момент они будут поляризованы в другой плоскости, не имеет значения. Естественно, что интерференционная картина должна сохраняться и в том случае, когда оба когерентных естественных луча поляризованы в одной плоскости с помощью, например, поляризаторов или любым другим способом. [c.49]

Если же два когерентных луча линейно поляризовать во взаимно перпендикулярных плоскостях, то они при встрече не создадут интерференционной картины. Именно этот случай наблюдается при двойном лучепреломлении в кристаллах. Лучи, образованные расщеплением падающего луча в кристаллах, являются, конечно, когерентными, однако эти лучи как в одноосных, так и в двуосных кристаллах поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях. Это не единственный способ получения когерентных и взаимно перпендикулярно поляризованных колебаний. Достаточно поставить [c.49]

С целью выяснения вопроса о том, увлекается ли эфир движущимися телами, Физо осуществил следующий опыт. Свет от источника 5 (рис. 31.2) разделяется полупрозрачной пластинкой Р на два луча 7 и 2. В результате отражений от зеркал Ми Л/г и Мз лучи, пройдя в общей сложности одинаковый путь 21, вновь попадали на пластинку Р. Луч 1 частично проходил через Р, а луч 2 частично отражался, в результате чего возникало два когерентных луча I и 2, которые давали в фокальной [c.206]

Большинство применяемых на практике интерферометрических методов основано на разделении амплитуды света монохроматического источника на два когерентных луча (опорный и рабочий), которые после прохождения заданного пути могут давать интерференционные эффекты. [c.222]

Оптическая схема типичной модели двухлучевого микроинтерферометра МИИ-4 показана на рис. 22, а. От лампы 1 через конденсор 2, апертурную диафрагму 3, полевую диафрагму 4 и объектив 5 пучок лучей падает на пластину 8 с полупрозрачным слоем и разделяется на два пучка когерентных лучей примерно одинаковой интенсивности. [c.91]

Одной из областей знаний, где широко используются лазеры, является голография. Рассмотрим ее сущность. Предположим, что один из когерентных лучей, представляющих собой плоскую волну 2 (рис. 31, а), падает на верхнюю призму бипризмы Френеля, преломляется в ней и попадает на экран Э. Эта волна называется опорной. На нижнюю призму бипризмы падает плоская волна 1, которая когерентна первой. При этом можно считать, что волны исходят [c.74]

За последние годы в связи с развитием техники возникли потребности сварки новых, ранее не применявшихся материалов с особыми свойствами. В современной технике (особенно ракетной, авиационной, энергетической, атомной, химической, приборостроительной и др.) стали широко применяться в качестве конструкционных материалов тугоплавкие и в химическом отношении весьма активные металлы — молибден, тантал, вольфрам, ниобий, цирконий, бериллий и др. Это обусловило разработку способов сварки, основанных на новых физических принципах, так как при помош,и суш е-ствовавших методов не представлялось возможным получать доброкачественные соединения. В результате исследований, проведенных во многих странах, в том числе и в СССР, были изысканы новые источники нагрева, обеспечившие создание сварки электронными и когерентными лучами, плазменной дугой, ультразвуком, диффузионной сварки в вакууме, холодной сварки, сварки трением и др. Эти новые способы сварки внедряются в нашей стране. [c.130]

В настоящее время сварные соединения можно образовывать двумя принципиально разными способами действием тепла при температурах плавления металлов или использованием явления схватывания металлов (ультразвук, холодная сварка и др.). Большие перспективы открывают возникшие в последнее время новые виды сварки — концентрированным потоком электронов в вакууме (электронно-лучевая сварка) и когерентным лучом (лазеры). При этих видах сварки можно проплавлять металл узким кинжальным швом, вследствие чего не требуется разделки кромок под сварку, снижаются термические деформации и повышается стойкость швов к образованию горячих трещин. Использование новых высококонцентрированных источников нагрева с предельно малым термическим воздействием, т. е. оказывающим наименьшее отрицательное влияние на изменение свойств основного металла (что является одной из важных задач технологии сварки новых материалов, в особенности высокопрочных и стойких против коррозии), приведет к значительному уменьшению объемов доводимого до расплавления [c.143]

При падении когерентных лучей (получаемых от одного источника излучения с сохранением постоянства разности фаз) на прозрачную пленку в ней будут наблюдаться полосы смешанной окраски, которая изменяется вследствие изменения толщины пленки, показателя преломления и угла падения лучей. [c.87]

Обзор работ по использованию лазерных анемометров для однофазных потоков представлен в [122]. Их применение для двухфазных потоков описано в 35, 122]. Исследования, приведенные в [36, 112, 123], посвящены скольжению частиц жидкой фазы в двухфазном потоке, где почти с одинаковым успехом можно использовать как ЛДА, так и ЛРА. Однако неизбежное возникновение пленки жидкости на прозрачных стеклах канала приводит к нарушению когерентности лучей ЛДА и увеличению фоновых засветок, что выражается в увеличении шума и даже исчезновении доплеровского сигнала. В ЛРА, где когерентность луча не имеет значения, эта проблема отпадает и основная причина ухудшения сигнала объясняется фоновыми засветками. Заметим, что подобное явление сильно сказывается при работе с лазерными анемометрами в узких каналах. При исследовании двухкомпонентных потоков (воздух—вода) преимущество ЛРА в сравнении с ЛДА, использующим бипризму Френеля в качестве расщепителя луча, были очевидными. [c.55]

При интерференции света на экране от когерентных лучей, испускаемых двумя линейными источниками света (рис. 6.9), возникает [c.224]

Возможность сфокусировать когерентный луч при помощи линз в узкий пучок способствует значительной концентрации энергии в фокусном пятне, что существенно увеличивает производительность процесса. Однако из-за значительного нагрева возникает опасность деструкции материала, поэтому пленки из ПВХ свариваются плохо. С помощью лазера успешно производят не только сварку пластмасс, но и их резку, обеспечивая высокую скорость раскроя. [c.519]

При интерференции света на экране от когерентных лучей, испускаемых двумя линейными источниками света (рис. 6.9), возникает чередование светлых и темных полос, которые на небольшом расстоянии от оси симметрии удалены один от другого на длину [c.247]

В действительности когерентность лучей света в микроскопе никогда не является совершенной. Для этого необходимо, чтобы размеры источника были весьма малы, но это привело бы к недостаточной освещенности изобра- [c.13]

В фоторефрактивных кристаллах возможна как запись изображений, так и голограмм. Для любого из этих случаев будем употреблять также термин запись информации . В зависимости от решаемой задачи для записи используется либо обычный некогерентный свет, либо лазерное излучение. Однако для чисто исследовательских целей при изучении свойств самих кристаллов преимущественно (но не всегда) используют запись простых синусоидальных решеток, полученных с помощью интерференции двух когерентных лучей. Такая техника исследований приобрела высокую популярность не случайно. И основывается она на постулате о том, что запись информации в фоторефрактивном кристалле является линейным процессом. Дело в том, что сколь угодно сложную картину трехмерного распределения интенсивности записывающего света / (х, г/, z) можно представить в виде суперпозиции косинусоидальных и синусоидальных картин (решеток) типа / (к) os кг, / (к) sin кг или в общем случае в виде экспонент / (к) е . Здесь / (к) — коэффициент (амплитуда) в разложении интенсивности света по пространственным решеткам, кг = 2л (vx + + V )- к — волновой вектор решетки с проекциями 2nv, ky = 2л , 2пу. Величины v, g, v называются пространственными частотами v = 1/Х , = 1/, V = lA , где Я , Яг — период решетки в направлении х, у, z соответственно. Заметим, что в литературе по фоторефрактивным средам сложилась традиция, когда пространственными частотами называют также и проекции волнового вектора k , ky, k . К недоразумениям это не приводит. [c.7]

Все упомянутые свойства — анизотропия дифракции, нелокальный и динамический характер записи голограмм — являются очень интересными в научном отношении и весьма ценными для практических применений, так как, в частности, позволяют усилить слабые изображения с помощью более мощного когерентного луча, обеспечивать высокие значения (больше 1) коэффициента отражения для обращенной волны, производить запись и считывание голограмм на различных длинах волн света и т. д. [c.28]

При рассмотрении явлений интерференции в плоскопараллельных пластинах без специальных отражающих покрытий предполагается, что обычно между собой интерферируют лишь два луча, отраженные от первой и второй поверхностей. В действительности каждый Луч расщепляется в пластинке не на два. а на большее число когерентных лучей, образующихся в результате многократных отражений от поверхностей пластинки. [c.13]

Обработка при помощи лазера. Лазером или оптическим квантовым генератором (ОКГ) называют устройство, обеспечивающее получение светового пучка в виде узконаправленного монохрома- ического когерентного луча. [c.316]

Здесь II далее, конечно, имеются в виду амплитуды и фазы когерентных волн, но мы для простоты будем часто говорить об а.мплитудах п фазах когерентных лучей (пли пучков). [c.423]

В.оптике когерентные лучи получают делением амплитуды и деле нием фронта волны. Интерференцию также можно наблюдать от двух независимых лазерных источников. [c.154]

Интерференционная картина образуется обычно только в ограниченном участке пространства, где встречаются когерентные лучи. При наблюдении фиксируется определенная плоскость или поверхность, которая носит название поля интерференции. Выбор местоположения поля в известной мере произволен и зависит от различных обстоятельств. Через каждую точку поля должно проходить не менее двух интерферирующих лучей. [c.165]

Интересно отметить, что обычные оптические схемы хода лучей через линзы могут рассматриваться тоже как интерференционные (рис. 130, д) (3 — источник, а Р — изображение источника — точка пересечения когерентных лучей). Однако следует иметь в виду здесь следующие особенности. [c.165]

Рис. 130, Различные способы получения когерентных лучей.

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]

Идея опыта первого порядка была впервые высказана Майкельсоном в 1904 г. Этот опыт также предназначался для выяснения вопроса об увлечении эфира движущимися телами. Дело в том, что после того как в опыте Майкельсона — Морли выявилось отсутствие эфирного ветра , некоторые физики были склонны вновь вернуться к идее об увлечении эфира движущимися телами, хотя опыт Физо и явление аберрации света явно противоречили этому. В предложенном Майкельсоном опыте два когерентных луча должны пробегать на Земле замкнутый путь в противоположных направлениях. Если эфир увлекается вращающейся Землей, то не следует ожидать какой-либо разницы времен прохождения света в обоих направлениях. Если же эфир неподвижен, то возникает разность времен прохождения, ведущая к смещению интерференционных полос. [c.221]

Более точно можно измерять скоростт. свободной поверхности, если эта скорость достаточно велика, используя метод лазерной интерферрометрии. Па отполированный участок исследуемой свободной поверхности фог усируется когерентный луч света известной частоты v. При движении свободной поверхности со скоростью V за счет доплеровского эффекта отраженный сигнал меняет частоту па Av v. Измеряя Av(i), можно воспроизвести [c.247]

Даваемые объективами 6 и 10 вторичные изображения полевой диафрагмы проектируются на испытуемую поверхность 7 и зеркало 11. Компенсационная пластина 9 уравнивает длины хода в стекле двух пучков лучей. Отразившись от испытуемой поверхности и зеркала, пучки лучей, вновь пройдя микрообъективы 6 и 10, соединяются полупрозрачной пластиной 8 и объективом 13 вместе с зеркалом 14 направляются в окуляр 12, в фокальной плоскости которого и наблюдается изображение испытуемой поверхности и система интерференционных полос, образованная соединившимися пучками когерентных лучей. При фотографировании интерференционной картины зеркало 14 выводят из хода лучей и с помощью объектива 15 и зеркала 17 лучи направляют на фотопленку, помещенную в кадровом окне 16. Разность хода когерентных световых пучков создается децентрированием объектива 10. Оно вызывает разделение зрачков выхода оптической системы и тем самым создает в поле интерференции переменный наклон пучков, которые разделяет и собирает в фокальной плоскости объектив 13. [c.92]

Измерительная головка 7 представляет собой подвижный интерферометр. Параллельный пучок монохроматического света от осветителя 5 падает на плоскопараллельную светоделительную пластину Р и разделяется на два когерентных луча. Первый луч проходит на зеркало 10, а второй, отражаясь от пластиныР,— на зеркальную поверхность 6. После отражения от зеркал лучи снова соединяются у пластины 9 и выходят в направлении фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) 11. При приближении измерительной головки к поверхности 6 в плоскости диафрагмы 12 ФЭУ возникает интерференционная картина и будут перемещаться интерференционные полосы. В момент, когда фокальная плоскость объектива головки совпадает с зеркальной поверхностью 6, черная полоса интерференционной картины перекроет диафрагму 12 и на выходе ФЭУ будет импульс максимальной амплитуды. [c.90]

Оптическая диагностика двухфазных сред, бурно развивающаяся в последнее время, использует лазерные доплеровские анемометры по дифференциальной схеме (ЛДА) и лазерные решеточные анемометры (ЛРА). Различие между ними заключается в том, что пространственная решетка — модулятор в первом приборе формируется за счет интерференции двух когерентных лучей лазера в потоке, а во втором — либо проецируется в поток оптической системой, либо создается на фотоприемнике рассеянного света. Отсюда следует, что ЛРА не требует когерентного источника света и поэтому соответствующий прибор более прост по оптической схеме. Однако в связи с тем, что интерференция двух гауссовских пучков когерентного света дает решетку с синусоидальным пространственным распределением освещенности, ЛДА имеет более чистый сигнал с малым содержанием гармоник. В ЛРА обычно используют решетку с пространственным распределением освещенности (пропускания) в виде меандра, но сигнал содер-.жит высшие гармоники, т. е. менее чист . Энергетическая оценка ЛДА и ЛРА показывает, что при равных условиях ЛДА требует в 2 раза менее мощный источник света, так как при интерференции пучков в месте максимальной осве-сЩеиности пространственной решетки волны света складываются, тогда как в ЛРА половина мощности источника пропадает — затеняется пространственной решеткой-модулятором. Сравнительная оценка ЛДА и ЛРА, использующих одну и ту же оптику, проведена в [35, 122]. [c.52]

В основе И. лежит простраиственное разделение пучка света с помощью того или иного устройства с целью получения двух или болео взаимно когерентных лучой, к-рые проходят разл. онтич. пути, а затем сводятся вместе и наблюдается результат их интерференции. Вид иитерфсренц. картины зависит от способа разделения пучка света на в.заимно когерентные лучи, от их числа, их относит, интенсивности, размеров источника, спектрального состава света. [c.170]

Другим оптическим методом, основанным на принципе интерференции, является интерферометрический метод. Он позволяет непосредственно определить поле плотности. Два когерентных луча одинаковой длины волны и с постоянной разностью фаз, попадая на экран, складываются и образуют систему интерференционньгх полос. Если изменить оптическую длину пути, проходи- [c.137]

Интерференционные методы основаны на зависимости оптической разности хода двух сходя-шлхся лучей от показателей преломления пройденных ими областей. Для когерентных лучей, прошедших одинаковые по размерам области L с показателями преломления [ и 2, оптическая разность хо-да Д / = ( I - 2)i На экране образуется интерференционная картина, т е. изображение чередующихся темных и светлых полос (рис. 6.17, 6.18). Расположение полос связано с распределением плотности в области течения исследуемой жидкости (газа) и зависит от способа настройки оптической схемы. Когерентность лучей наиболее просто обеспечивается расщеплением исходного луча от источника света полупрозрачными зеркалами или оптическими призмами. Для этих же целей в качестве источника света используются лазеры. Оптические системы, основанные на этом принципе действия, называют интерферометрами. В газо- [c.388]

Метод голографической интерферометрии основан на явлении интерференции света при совпадении двух когерентных лучей монохронического света, описываемого простой синусоидальной функцией и ориентированного в одной плоскости (поляризованного света), попадающих на экран со сдвигом по фазе. Необходимое количество лучей может быть получено от лазеров. [c.269]

В основе голографической записи лежит хорошо известное явление интерференции волновых полей [2.1—-2.3]. Интерференционная картина, образованная двумя когерентными лучами и записанная на светочувствительном материале, т. е. интерферограмма, содержит в себе информацию об амплитудах и разности фаз этих лучей. Таким образом, в принципе интерферограмма содержит в себе необходимые данные, чтобы восстановить все характеристики одного из этих лучей, если известны характеристики другого. В реальном эксперименте оказывается возможным восстановить один из исходных лучей, сформировавших интерферограмму, если осветить интер-ферограмму вторым из исходных лучей. [c.21]

Многолучевой интерферометр Люммера — Герке представляет собой весьма высококачественную плоскопараллельную пластину. Отступление от параллельности пластины не превышает 0,01 -г 0,02Я. Падаю-щий на призму полного внутрен-него отражения нучок света ис-пытывает в пластине многократное отражение, что приводит к образованию двух систем преломленных когерентных лучей 1, [c.48]

Требования к освещенности полей зрения, как правило, очень высокие. Они должны быть ярко и равномерно освещенными, бес-структурньши, резко ограниченными и удовлетворять требуемым размерам. Иногда, кроме того, желательно, чтобы они были образованы некогерентными пли когерентными лучами в целях повышения разрешающей силы прибора. [c.33]

Принцип действия интерферометра Жамена, как известно из общего курса физики, заключается в интерференции когерентных лучей типа 1 и 2, полученных из каждого падающего луча па [c.175]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...