Спектр когерентности

Рис. 5.18. Спектры когерентности флуктуаций интенсивности коллимированного-

На рис. 5.18 представлены спектры когерентности, полученные в результате измерений в коллимированном пучке на трассе 1,75 км [17]. Видно, что первое приближение метода плавных возмущений плохо описывает экспериментальные данные. По этой причине для теоретической оценки спектров когерентности в [17] использовалась ( )ормула (5.50), в которую подставлялся двумерный спектр флуктуаций интенсивности в виде [c.121]

Оценка спектров когерентности для всех разносов р по формулам (5.50), (5.51) производилась при значении =0,03, которое близко к наблюдающимся в атмосфере в летний день в степи. Как видно из рис. 5.18, расчет по схеме (5.50), (5.51) значительно лучше, чем при использовании первого приближения метода плавных возмущений, согласуется с экспериментом. [c.122]

При измерениях спектров когерентности на трассе 13,5 км [17 реализовались существенно большие значения параметра Р , чем [c.122]

Интерференционная природа спектров когерентного рассеяния света. Связь со спектроскопией спонтанного комбинационного рассеяния. Ключевой проблемой голографической спектроскопии является получение когерентного отклика исследуемой среды. Эта проблема, как уже говорилось выше, решается в схеме когерентной активной спектроскопии рассеяния и поглощения света. [c.263]

Здесь мы снова сталкиваемся с извлечением из спектров когерентного рассеяния существенно более полной информации об исследуемом электронном резонансе, чем та, которая содержится в данных традиционной некогерентной спектроскопии в данном случае - однофотонного поглощения. [c.279]

Не является ли многообразие спектров когерентных волн таким способом подстройки небольшого числа общих подходов к специфике на первый взгляд резко отличающихся друг от друга нарушений [c.66]

Необходим резонанс — совпадение частоты падающего света с одной из частот энергетического спектра атома. При этом переход атома с уровня е на уровень е будет соответствовать переходу между аналогичными уровнями других таких же атомов, в результате чего будет осуществлена генерация когерентного излучения. [c.119]

Итак, ширина спектра излучения, выраженная в см , должна быть меньше (желательно, значительно меньше) обратной разности хода 1/Е. Физическое содержание этого условия очевидно длина когерентности излучения или длина цугов, из которых состоит квазимонохроматическое излучение, равная 1/Ат (см. 21), должна [c.259]

Когерентность излучения проявляется практически во всех свойствах оптических квантовых генераторов. Исключение составляет, разумеется, полная энергия излучения, которая, как и в случае некогерентных источников, прежде всего зависит от подводимой энергии. Замечательной чертой лазеров, тесно связанной с когерентностью их излучения, является способность к концентрации энергии — концентрации во времени, в спектре, в пространстве, по направлениям распространения. Для некоторых квантовых генераторов характерна чрезвычайно высокая степень монохроматичности их излучения. В других лазерах испускаются очень короткие импульсы, продолжительностью 10 с поэтому мгновенная мощность такого излучения может быть очень большой. Световой пучок, выходящий из оптического квантового генератора, обладает высокой направленностью, которая во многих случаях определяется дифракционными явлениями. Такое излучение можно, как известно, [c.769]

Если сопоставить характеристики импульсного рубинового лазера, обычно применяемого в современной лабораторной практике (мощность светового импульса, ширину спектра излучения, пространственную когерентность светового пучка, его коллимацию), с аналогичными характеристиками других источников [c.788]

Принцип образования изображения в системе может быть рассмотрен как процесс двойной дифракции. Первая дифракция происходит на объекте 2, освещаемом плоской монохроматической волной, образуемой когерентным источником света /. Объект 2 расположен в передней фокальной плоскости объектива 3, который образует в своей задней фокальной плоскости 4 пространственный спектр объекта (т. е. осуществляет преобразование Фурье объекта). В плоскости голограммы 4, которая одновременно является передней фокальной плоскостью второго объектива 5, находится мультиплицирующий элемент, представляющий собой голограмму набора точечных источников, число и расположение которых соответствует желаемому числу и расположению размноженных изображений. В результате в плоскости голограммы 4 имеем произведение двух спектров Фурье объекта и набора точечных источников. Второй объектив 5 в свою очередь осуществляет преобразование Фурье объекта, находящегося в его фокальной плоскости. Как следствие. этого в плоскости изображения 6 получаем совокупность изображений исходного объекта, причем линейное увеличение системы 7 и размер изображений определяются соотношением фокусов объективов системы 7==/,//,. Очевидно, что размеры отдельных модулей могут быть большими (более 5—10 мм), они ограничиваются лишь полем изображения второго объектива 5. Это является большим преимуществом системы. [c.63]

Явление генерации кратных, суммарных и разностных гармоник имеет практическое применение. В лазерной технике удвоение частоты излучения или смешение 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, позволяет плавно перестраивать частоты в ультрафиолетовой области. Особый интерес представляет собой преобразование инфракрасного излучения в видимое. Так, смешение излучений с Я,1 = 4 мкм и [c.307]

Полная схема лазерного анемометра с необходимым минимумом измерительной аппаратуры показана на рис. 3.7. Луч от когерентного источника (лазера) 1 при помощи зеркала 2 направляется на делительную пластинку 3, где раздваивается на примерно равные по мощности пучки. Блок / формирующей и передающей оптики, включающий, кроме пластинки 3, зеркало 4 и линзу б, фокусирует скрещивающиеся лучи в исследуемой точке канала II. Рассеянное на движущихся с потоком частицах излучение улавливается блоком приемной оптики III, состоящим из апертурной диафрагмы 6, объектива 7, диафрагмы поля зре-ни.ч 8 и фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) 9. Сигнал с ФЭУ поступает в блок обработки IV, где усиливается широкополосным усилителем II я подается на панорамный анализатор спектра 12. Типичное изображение на экране спектроанализатора показано на рис. 3.6,6. [c.120]

Эффективность применения ОН К существенно зависит от правильности выбора геометрических, спектральных, светотехнических и временных характеристик условий освещения и наблюдения ОК. Главное при этом — обеспечить максимальный контраст дефекта подбором углов освещения и наблюдения, спектра и интенсивности источника (непрерывного или стробоскопического), а также состояния поляризации и степени когерентности света. Необходимо учитывать различия оптических свойств дефекта и окружающей его области фона Контраст определяют по формуле [c.50]

Применение когерентного излучения позволяет эффективно использовать возможности оптических элементов как преобразователей спектра поступающего двухмерного сигнала и создавать принципиально новые методы контроля материалов и изделий. Исследуемая поверхность объекта освещается расходящимся лазерным пучком, структура которого формируется диффузной поверхностью. Пучок, отраженный от поверхности, фиксируется на фотопленке, установлен- [c.95]

Дефектоскопическая информация во многих случаях представляет собой изображения различного типа. Например, при контроле усталостных трещин оператор сравнивает изображения эталонной и контролируемой поверхностей.. Аналогичные операции многократно выполняются при сравнении формы однотипных изделий, выявлении дефектов заданного типа на фоне структурных помех и т. д. Это вызывает утомление операторов и приводит -к ошибкам распознавания дефектов. Во всех этих случаях эффективно применение когерентно-оптических методов фильтрации основных частот изображения, позволяющих устранить ошибки операторов. Любое изображение можно представить его частотны.м спектром (спектром Фурье), представляющим собой совокупность синусоидальных решеток с различным периодом изменений яркости и различной ориентации на плоскости. Двумерное преобразование Фурье может быть -выполнено с помощью ЭВМ, однако оптические устройства выполняют эту операцию существенно проще и быстрее. Воздействуя на спектр изображения с помощью различных устройств (масок, диафрагм), можно осуществлять его обработку в реальном масштабе времени. [c.97]

Схема когерентного оптического анализатора пространственных структур приведена на рис. 24. Предмет располагается в передней фокальной плоскости линзы и освещается параллельным лучом лазера, В ее задней фокальной плоскости при этом формируется спектр Фурье предмета в виде характерной картины ярких точек различного размера, образующих некоторую структуру (в общем случае непериодическую). Пространственный фильтр выполняется в виде прозрачного экрана с набором непрозрачных точек, перекрывающих изображение спектральных компонент эталонного [c.97]

В таких задачах удобнее, однако, применять метод взаимных спектров, основанный на измерении спектральных характеристик акустических сигналов, в частности функции когерентности. [c.116]

Замечательные свойства лазеров — исключительно высокая когерентность и направленность излучения, возможность генерирования когерентных волн большой интенсивности в видимой, инфракрасной и ультрафиолетовой областях спектра, получение высоких плотностей энергии как в непрерывном, так и в импульсном режиме — уже на заре развития квантовой электроники указывали на возможность широкого их применения для практических целей. С начала своего возникновения лазерная техника развивается исключительно высокими темпами. Появляются новые типы лазеров и одновременно усовершенствуются старые создаются лазерные установки с необходимым для различных конкретных целей комплексом характеристик, а также различного рода приборы управления лучом, все более и более совершенствуется измерительная техника. Это послужило причиной глубокого проникновения лазеров во многие отрасли народного хозяйства, и в частности в машино- и приборостроение. [c.3]

Параметры Лазеров подразделяются на внешние и внутренние. Внешние параметры характеризуют излучение, вышедшее из лазера внутренние связаны с процессами, происходящими внутри резонатора с рабочим веществом. К внешним основным параметрам относятся энергия и мощность излучения, длительность импульса, угловая расходимость пучка света, когерентность излучения и поляризации. Помимо этого в ряде случаев необходимо знать распределение энергии и мощности внутри пучка, его спектральный состав и изменение во времени, а также изменение угловой расходимости в ближней и дальней зонах. К внутренним параметрам относятся спектр мод резонатора, усиление и шумы в ряде случаев требуется знать также порог генерации и насыщение. Различные типы лазеров имеют различные параметры, определяющие области их применения в науке и в технике, и в частности в машино-и приборостроении. [c.19]

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]

Из предыдущих разделов ясно, что если пространственный спектр когерентного светового поля состоит из конечного набора з зких концентрических колец, то такое поле будет самовоспроизводмться через равные расстояния вдоль оси распростране- [c.488]

Найденные в первом приближении метода плавных возмущений с использованием гипотезы локальной замороженности выражения для фазового спектра и спектра когерентности в случае плоской волны имеют вид [17 [c.120]

Много новой информации, принципиально отсутствующей в данных традиционной спектроскопии однофотонного поглощения, содержится в спектрах когерентного антистоксова (стоксова) рассеяния света поглощающих сред, когда комбинационные резонансы отсутствуют, а одна из частот со, oj, С02 сканируется по полосе однофотонного поглощения. Можно показать, что в этом случае наблюдаемые активные спектры (со ), где сОд = со + Ol СО2 и, например, СО2 сканируются, представляют собой результат интерференции двух тесно связанных когерентных процессов однофотонного поглощения и гиперкомбинационного рассеяния на изучаемом электронном переходе. [c.279]

На рис. 4.35 приведен спектр когерентной эллипсометрии поглощающей среды (раствора нитрата неодима в воде), демонстрирующий разрешенную триплетную структуру (связанную со штарковским расщеплением электронных состояний акваионов Nd ), которая практически полностью отсутствует в спектре однофотонного поглощения [20]. [c.279]

Тем не менее для начала таких исследований были серьезные основания. Дело в том, что в 60-х годах в нашей стране уже полным ходом шли работы по освоению крайне- и гипервысокочас-тотных диапазонов (см. ГОСТ 2475—80), завершившиеся в конце 60-х годов перекрытием миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов простыми и удобными в эксплуатации генераторами малой мощности — лампами обратной волны [5, 6]. Это была первая в мире серия генераторов, решившая вопрос о ликвидации последнего белого пятна в спектре когерентных электромагнитных колебаний. Авторами [7] были проанализированы специфические особенности и обусловленные ими принципиальные трудности, препятствовавшие более раннему освоению указанного диапазона. В ходе исследований, естественно, возник вопрос не могут ли необычные свойства крайне- и гииервысокочастотных диапазонов обусловить новые, нетрадиционные области их использования Размышления же над данным вопросом привели к мыс- [c.8]

Взаимная ковариация, коспектр, квадратурный спектр, когерентность. Для описания некоторых свойств двух стационарных случайных сигналов 21 ( ) и 22 (О в прикладных исследованиях целесообразно применять методы, подобные тем, которые были развиты для анализа одного случайного сигнала. Рассмотрим два таких сигнала, каждый с нулевым средним значением. Функция [c.350]

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]

Идеальный когерентный источник излучает свет строго одной частоты. Реальный лазер излучает спектр колебаний— спектральную линию, в которой присутствуют несколько частот. Ширина спектральной линии связана с понятием временной когерентности и в конечном счете определяет допустимую глубину голографируемой сцены, т. е. максимальную разность хода / между объектным и опорным пучками, допустимую без уменьшения контраста интерференционной картины 1=к / к. [c.35]

Ширина спектра излучения лазера определяется главным образом числом генерирующих мод. В оптических резонаторах может одновременно возбуждаться большое число мод (так называемый многомодовый режим генерации). Вследствие этого лазер обычно излучает набор различных частот, которые лежат внутри линии люминесценции активного вещества. Например, для твердотельных лазеров, работающих в многомодовом режиме, ширина линии излучения Атгсч может быть порядка 1 ГГц. Следует отметить, что многомодовый режим работы генератора ухудшает когерентность и направленность излучения. [c.281]

Оптические квантовые генераторы (ОКГ), или лазеры, дают мощное когерентное излучение, которое невозможно получить при использовании обычных источников света. Если раньше когерентное электромагнитное излучение получалось и широко использовалось только в радиодиапазо не, то с появлением лазеров сфера его применения распространилась и на оптический диапазон спектра. Действие ОКГ основано на явлении вынужденного излучения, которое было открыто Эйнштейном в 1917 г. Идея использования этого явления для усиления света в среде с инверсной населенностью энергетических уровней принадлежит В. А. Фабриканту (1939). Первые квантовые генераторы были созданы в 1954 г. Н. Г. Басовым и А. М. Прохоровым в СССР и Ч. Таунсом в США. В них использовалось вынужденное излучение возбужденных молекул аммиака на длине волны А,= 1,27 см. В 1960 г. был создан лазер на кристалле рубина, работающий в видимой области спектра (А = 694,3 нм), а в 1961 г. — лазер на смеси газов гелия и неона. В настоящее время имеются самые разнообразные типы лазеров, использующие в качестве рабочих сред газы, жидкости и твердые тела. Мощное и высококогерентное излучение ОКГ находит широкое применение в различных областях науки и техники. [c.278]

При изучении процесса преобразования случайных (некогерентного и настично когерентного) сигналов пользователь ПАСМ записывает оператор ВВОД ШУМА перед тем оператором, который описывает физический источник шумов. Если шум коррелирован, пользователь пакета задается значениями корреляционной функции или спектра мощности шумов. Если шум некоррелирован, работа с пакетом строится следующим образом [c.148]

Использование когерентного излучателя в осветителе интро-скопа позволило осуществить контроль равнотолщинности плоскопараллельных пластин из оптических материалов, непрозрачных в видимой и ближней ИК области спектра. К такого рода материалам относится обширный класс полупроводниковых соединений с небольшой шириной запрещенной зоны, в частности германий, широко применяемый для изготовления оптических элементов мощных ИК лазеров. Так как плоскостность оптических поверхностей выполняется и контролируется с высокой точностью, то предлагаемый способ может быть использован для контроля клиновидности плоскопаралл л )НЬ1Х пластин. Измерение клино- [c.187]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...