Когерентности время и оптические

Когерентности время и оптические биения 490 [c.523]

Разработка источников когерентных электромагнитных колебаний оптического диапазона — оптических квантовых генераторов (ОКГ) — вызвала у инженеров-разработчиков большой интерес к созданию лазерных систем передачи информации. В последнее время появилось большое число экспериментальных образцов таких систем (телефонных, телеметрических, телевизионных и т. д.). [c.16]

Проблема оптических резонаторов занимает центральное место в квантовой электронике. Любой лазер состоит из двух основных компонентов — возбужденной среды и резонатора. Роль среды сводится к обеспечению усиления света в определенном спектральном диапазоне все специфические свойства лазерного излучения — его когерентность, направленность и Т.П. — формируются резонатором. Именно успехи в области резонаторов лежат в основе достигнутого за недолгое время существования квантовой электроники сужения диаграммы направленности и спектральной полосы излучения на несколько порядков по сравнению с первыми образцами оптических генераторов. [c.5]

Проблема элементной базы остается нерешенной в настояш,ее время в полной мере, и это обстоятельство в значительной мере сдерживает и дальнейшее развитие оптических методов обработки информации и, главным образом, практическое использование этих методов. Элементную базу когерентных оптических устройств обработки информации можно объединить в следующие 4 группы 1) источники когерентного излучения 2) устройства управления когерентным излучением 3) оптические элементы 4) фотоэлектрические преобразователи. [c.222]

Степень когерентности лазера определяется постоянством разности фаз излучаемого света в двух фиксированных точках пространства в течение некоторого периода времени. Разность фаз в двух точках вдоль направления распространения света за время At определяет временную, или продольную, когерентность лазерного источника, а в плоскости, перпендикулярной направлению распространения света,— пространственную, или поперечную, когерентность. Оба вида когерентности взаимосвязаны, и это приводит к ограничениям при аппаратурном решении оптических схем лазерных генераторов. [c.35]

Конечное время когерентности требует выравнивания оптических длин путей для измерительного и опорного пучков разность хода между ними должна быть близка к нулю или, по крайней мере, быть меньше длины когерентности U = с/к, где с — скорость света, Поскольку фазы колебаний в различных [c.177]

Различные физические явления оказываются часто очень тесно связанными. Выше мы уже видели, как электрическая поляризация связана с тепловыми и механическими воздействиями (пироэффект и пьезоэффект). Электрическая поляризация обуславливает многие оптические свойства кристаллов, а ее изменения (под действием внешнего или спонтанного поля) приводят к изменению их оптических характеристик. Явления, обусловленные связью электрических и оптических свойств, носят название электрооптических. В некоторых кристаллах эта связь выражена довольно сильно, что позволяет использовать их электрооптические свойства на практике. Такое применение стало особенно широким последнее время в связи с развитием квантовой электроники электрооптические кристаллы применяются для управления пучками мош,ных когерентных источников света (квантовых генераторов) — лазеров. [c.186]

При приеме некогерентных оптических сигналов в ОЭП при фильтрации по оптическому или пространственному спектру, т. е. во входных звеньях прибора, очень трудно, а часто и вообще невозможно создать гребенчатые фильтры. Это объясняется во многом сложностью технологии изготовления многополосных светофильтров с заданной спектральной характеристикой. В то же время использование лазера в качестве источника излучения при активном методе работы ОЭП позволяет применить средства когерентной оптики и методы когерентного приема, разработанные и освоенные в радиолокации. Известны системы обработки оптической информации, использующие когерентное излучение и пространственно-частотные гребенчатые фильтры. [c.74]

Резонатор является оптической системой, позволяющей сформировать стоячую электромагнитную волну и получить высокую интенсивность излучения, необходимую для эффективного протекания процессов вынужденного излучения возбужденных частиц рабочего тела лазера, а следовательно, когерентного усиления генерируемой волны. Оптические резонаторы в квантовой электронике не только увеличивают время жизни кванта в системе и вероятность вынужденных переходов, но и, так же как резонансные контуры и волноводы в классической электронике, определяют спектральные характеристики излучения. [c.40]

Лазерные установки. Излучение оптического квантового генератора (лазера) характеризуется большой интенсивностью потока электромагнитной энергии, высокой монохроматичностью, значительной степенью временной и пространственной когерентности. Вследствие этого лазерное излучение отличается от других источников электромагнитной энергии очень узкой направленностью. Диапазон длин волн, генерируемых различными типами лазеров и применяемых для технологических целей, колеблется в интервале 0,4—10,6 мкм. Возможность концентрирования энергии на малой площади за сравнительно короткое время позволяет использовать лазер для соединения тончайших изделий или их сочетания с массивными элементами конструкций, а также изделий, материалы которых чувствительны к тепловому воздействию. [c.181]

С открытием лазеров как источников коротких импульсов излучения в оптическом диапазоне электромагнитных волн появилась возможность наблюдения фотонного эха [67], являющегося оптическим аналогом спинового эха, а также свободного распада электронной поляризации [68] и других эффектов [69-71], обусловленных сложением фаз, т. е. когерентностью атомного ансамбля. Как мы увидим ниже, эволюция во времени недиагональных элементов матрицы плотности примесного центра определяет свободное затухание поляризации, различные типы фотонного эха и некоторые другие нелинейные явления. Эти эффекты получили название переходных. Их можно наблюдать лишь после возбуждения образца достаточно короткими световыми импульсами. Среди переходных эффектов наибольший интерес в настоящее время вызывает фотонное эхо, превратившееся в главный инструмент для исследования фазовой и энергетической релаксации электронных состояний примесных центров в твердых растворах. Достижениям теории в области описания фотонного эха и посвящена в основном данная глава. [c.195]

В этой главе в общих чертах показаны главные положения фурье-анали-за при формировании оптического изображения и его обработке в условиях когерентного и некогерентного освещения. Они включают как одиночное преобразование Фурье, так и преобразование в сочетании со сверткой и корреляцией. Следует, однако, сразу же привлечь внимание к тому факту, что важность этих положений не ограничивается обработкой данных, имеющих оптическое происхождение. В настоящее время можно привести большое число примеров, когда методы оптической обработки используются для данных, по своей природе не являющихся оптическими. Основная причина кроется в том, что математические операции, которые применяются для большинства оптических систем, часто используются также в системах связи. Оптический аналог весьма привлекателен, поскольку ему свойственно преимущество двумерного представления и параллельной обработки данных. Этот способ во все увеличивающейся степени внедряется в практику в связи с разработкой электронно-оптических устройств сопряжения в сочетании с ЭВМ. Когда по каким-то причинам оптические методы не употребляются, ЭВМ может применяться изолированно в целях использования тех же фундаментальных принципов для цифрового изображения и обработки. [c.84]

В настоящее время статистическая теория передачи информации в оптическом диапазоне, основанная па теории решений, разработана очень слабо. Имеется небольшое число статей, посвященных обнаружению и выделению когерентных световых сигналов. В то же время возможности обнаружения и выделения полезных сигналов в системах оптического диапазона далеко не исчерпываются решениями, предложенными в этих статьях. Поэтому необходимо исследование максимального числа вопросов, связанных с разработкой статистической теории связи в оптическом диапазоне. При этом если для радиодиапазона актуальность статистической теории остро ощущается лишь для систем связи большой дальности, то в оптическом диапазоне, в силу указанных выше причин, уже на небольших дальностях уровень принимаемого сигнала невысок и оптимальная обработка сигнала с целью выделения информации становится необходимой. [c.10]

В ряде практических ситуаций важно обнаружить и выделить из шумов полезный сигнал, являющийся некогерентным (например, при приеме многомодового излучения лазера, прошедшего турбулентную атмосферу при обнаружении ретранслированного и несущего информацию или отраженного от цели когерентного излучения оптически шероховатой отражающей поверхностью и т. д.). Поскольку некогерентный сигнал и шумовое поле имеют гауссовское распределение амплитуд и описываются гауссовскими весовыми функциями (плотность распределения вероятностей комплексной амплитуды), то и весовая функция, соответствующая суперпозиционному полю также является гауссовской. В частном случае при выделении некогерентного сигнала и медленно флуктуирующих шумов при близких частотах сигнала й шума и медленных флуктуациях сигнала распределение вероятностей потока фотоэлектронов характеризуется законом Бозе—Эйнштейна (10 а) 1 табл. 1.1). Однако в общем случае присутствие шумового поля вызывает изменение распределений при этом спектрально — корреляционные характеристики шумового поля, величина смещения центральной частоты шума относительно центральной частоты сигнала и время наблюдения Т существенно изменяют вид получающихся распределений. [c.48]

Среди разнообразных объектов рассеяния особый класс составляют дифракционные решетки, обладающие способностью интерференционного суммирования полей рассеяния отдельных элементов. Благодаря этому в оптическом диапазоне удалось осуществить пространственно-когерентное рассеяние, использовать решетку как элемент, обеспечивающий частотную избирательность. На наш взгляд, в настоящее время наступает новый этап в теории и практике рассеяния волн на периодических структурах, связанный с освоением милли- и субмиллиметрового диапазонов волн, развитием квазиоптической техники. С одной стороны, поперечные размеры пучков поля здесь существенно превышают длину волны и периодические структуры могут быть столь же широко использованы, как и в оптике. С другой — еще сохраняются технологические возможности создания решеток с элементами заданной конфигурации. В целом это открывает широкие возможности для создания элементной базы милли- и субмиллиметрового диапазонов, опирающейся именно на резонансные свойства решеток. При этом идеи резонансных устройств СВЧ диапазона объединяются с фундаментальными достижениями оптической техники, что способствует замыканию освоенного диапазона электромагнитных колебаний. [c.5]

В заключение отметим, что использование синтезированных голограмм в качестве пространственных фильтров в когерентных оптических системах обработки данных ограничивается главным образом линейной фильтрацией, хотя в последнее время появились сообщения о возможном использовании синтезированных голограмм в оптических системах для создания систем с пространствен-но-неинвариантными свойствами и выполнения нелинейных оптических преобразований [57, 101, 102, 109, 110]. [c.154]

Основным назначением любого канала (системы) связи является получение и воспроизведение информации, и фундаментальным параметром, который наиболее полно характеризует такую систему служит информационная емкость. Независимо от природы системы будь то электрическая, оптическая или электрооптическая система она предназначена для обработки информационного сигнала, кото рый может быть либо полностью детерминированным, либо стати стическим. В детерминированном случае сигнал обычно задается в виде ряда или интеграла Фурье, т. е. он является периодической или затухающей волной, величина которой точно определена для всех значений переменной (время или пространство). С другой стороны, статистические сигналы для любых значений независимой переменной (время или пространство) не принимают определенных значений, а нам известны лишь их вероятности. Анализ и синтез информационного содержания этих статистических сигналов, обычно называемых случайными , проводят статистическими или вероятностными методами. В сущности случайные сигналы в бесконечных пределах не имеют фурье-образов, и приходится обращаться к статистическому анализу. Статистические методы можно применять и к детерминированным сигналам, однако наиболее широкое применение они нашли в анализе случайных процессов. В оптике такие методы используются как основной аппарат в построении классической теории частичной когерентности, при анализе шумов зернистости фотографических материалов и исследовании когерентных оптических шумов, называемых спеклами . [c.83]

Голография как новое научно-техническое направление сформировалась около двадцати пяти лет назад. В настоящее время происходит становление и развитие оптического голографического приборостроения, успехи которого обусловлены прогрессом в области голографии и когерентной оптики. Голографические оптические приборы значительно расширяют возможности человека, дают в руки инструмент, позволяющий контролировать различные технологические процессы, решать ранее недоступные либо технически трудные задачи. Число конкретных приложений голографии в оптическом приборостроении непрерывно увеличивается. Этим объясняется возрастающий интерес к методам и средствам оптической голографии со стороны широких кругов научных и инженерно-технических работников. Сегодня оптические голографические приборы находят применение во многих отраслях народного хозяйства, таких как ракето- и самолетостроение, производство приборов точной механики, кино-, фототехника, геодезия, строительстэРд. [c.3]

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]

Уже в первые годы после открытия лазера такие замечательные свойства его излучения, как исключительно высокие когерентность, направленность и интенсивность излучения, получение значительных плотностей энергии как в непрерывном, так и импульсном режимах, привлекли внимание не только научных работников, занимающихся разработкой и исследованием лазеров, но и инженерно-технического персонала с точки зрения широкого применения лазеров для практических целей в науке и lex нике. Это явилось одной из причин того, что с начала своего возникновения лазерная техника развивалась исключительно высокими темпами. За несколько лет своего существования она достигла весьма высокого уровня развития. С момента создания первого генератора электромагнитных волн основанного на использовании вынужденного излучения активных молекул, предложенного Н. Г. Басовым и А. М. Прохоровым, открылась возможность создания подобных генераторов в широком диапазоне длин волн, включающих в себя всю видимую часть спектра. Впоследствии усилиями ученых различных стран мира было создано весьма большое число различных типов лазеров, работа" ющих в диапазоне от рентгеновской части спектра до длин волн принадлежащих СВЧ диапазону, т. е, включающих всю инфракрасную часть спектра. В настоящее время существует большое число различных типов лазеров, в качестве рабочих тел в которых используются вещества, находящиеся во всех видах агрегатного состояния (твердом, жидком и газообразном). В различных типах лазеров при этом применяются и различные методы накачки оптическая, электрическая, химическая, тепловая и др. Различаются лазеры и по режиму работы, помимо обычных (непрерывного и импульсного) режимов лазеры работают также и в специфических режимах (гигантских импульсов и синхронизации мод). [c.3]

Проф. М. Франсон хорошо известен в нашей стране, его книги Фазовоконтрастный и интерференционный микроскоп , Когерентность в оптике , Структура оптического изображения , Голография переведены на русский язык и пользуются успехом у всех, кто изучает соответствующие разделы оптики. Я с удовольствием представляю советским читателям перевод новой книги М. Франсона Оптика спеклов . Это первая книга на русском языке, посвященная новым оптическим методам, основанным на пятнистой структуре (спекл-структуре) изображений, получаемых в когерентном свете, и разнообразным применениям таких методов. Со свойственным автору педагогическим мастерством он вводит читателя в круг проблем, связанных со спеклами, и чрезвычайно просто, но в то же время достаточно строго объясняет сложные проблемы и методы. Надеюсь, что книга понравится советским читателям. [c.5]

Десять лет тому назад был создан первый квантовый генератор света — лазер. С момента создания первых лазеров работы в области квантовой электроники развернулись в широких масштабах и развивались исключительно быстрыми темпами. Бурное развитие квантовой электроники продолжается и поныне. В результате за короткое время было разработано очень много разных типов лазеров твердотельные лазеры на кристаллах и стеклах, жидкостные лазеры, газовые лазеры (атомные, молекулярные, ионные), полупроводниковые лазеры (инжекционные, с электронным и оптическим возбуждением), лазеры с перестраиваемой частотой, химические лазеры, лазеры на основе вынужденного комбинационного рассеяния и др. Созданы импульсные лазеры и лазеры непрерывного действия, даюпхие когерентное излучение в широком диапазоне длин волн от ультрафиолетового (0,2 мк) до дальнего инфракрасного (538 мк) участков спектра. [c.5]

В связи с ограниченным объемом книги мы рассмотрим здесь только вопрос о прямом детектировании АМ-светового потока. Но многое из того, что будет сказано ниже, относится также и к оптическому гетеродинированию и гомодинированию или когерентному детектированию , при которых производится фотосмешение принимаемого светового пучка с излучением оптического гетеродина. В настояш,ее время методы оптического гетеродинирования находятся в стадии быстрого развития и должны иметь большое значение в лазерных системах будуш,его (см. 12). [c.499]

Труды профессора Якова Ефимовича Амстиславского по созданию и разработке новых лекционных демонстраций хорошо известны всем преподавателям вузов, читающим курс по общей физике. Эти работы всегда характеризовались поиском новых путей эксперимента и проводились на предельно простой аппаратуре, что полностью выявилось в предлагаемой читателю книге Учебные эксперименты по волновой оптике в диффузионно-рассеянных лучах . В этой книге Я. Е. Амстиславский воскресил идеи таких крупных физиков прошлого века как Стокс и Рэлей, развив предложенные ими принципы эксперимента по эассеянию света и построив оригинальные диффузорные рассеиватели света, работающие как на отраженном (гл.1), так и на прошедшем свете (гл. 2). В третьей главе автор совершенствует разработанную технику эксперимента и, описав опыты, аналогичные знаменитому построению Юнга, переходит к созданию простейших амплитудных дифракционных решеток с небольшим числом штрихов. Эту очень трудоемкую заботу было бы легче проводить, используя фабричные копии (реплики) различных решеток, однако наша оптическая промышленность все еще не организовала массовый выпуск этих полезных и дешевых приборов. Конечно, смонтировать и отъюстировать диффузный рассеиватель совсем непросто, но думается, что в этой трудности скрыто одно из главных положительных качеств предлагаемой книги, где подробно описывается методика экспериментов, которые студент может сделать от начала до конца собственными руками. Это особенно важно в наше время, когда наличие стандартных приборов ( черных ящиков ), физическая природа которых совсем не ясна, часто приводит к пренебрежительному отношению студентов к ручному эксперименту, который на самом деле часто обеспечивает успех опыта. В то же время автор не чурается условий современного эксперимента и описывает опыты с использованием неон-гелиевого лазера, убедительно показывая разницу интерференционных картин в зависимости от когерентности источника и геометрии эксперимента. В целом, считаю, что это учебное пособие безусловно может быть рекомендовано как в качестве руководства по постановке новых лекционных демонстраций, так и для проведения студенческих практикумов по курсу оптики. Думаю, что некоторые эазделы этой книги могут быть полезны школьным преподавателям для повышения интереса учащихся к физике. [c.5]

В материале учебного пособия естественным образом нашли свое отражение научные интересы автора, а также его коллег, работающих в области когерентной оптики в ряде ведущих российских вузов и институтов РАН. В нем учтены многолетние традиции преподавания курса оптики когерентного излучения на кафедре оптики и спектроскопии физического факультета МГУ, а также опыт использования приобретенных знаний выпускниками кафедры на практике, в ходе научно-исследовательских работ в различных НИИ и ОКБ. Именно исходя из запросов практики, в пособие включены некоторые разделы, которые обычно включаются в руководства по статистической оптике. К ним, в частности, относятся элементы теории когерентности и оптики случайно-неоднородных сред. Это связано с тем, что при распространении изл) ения через некоторые оптические системы и передающие среды происходит заметное изменение степени его когерентности. Благодаря влиянию ответственных за это физических факторов в когерентных световых колебаниях появляется случайная составляющая, без учета которой невозможно корректное описание изучаемых оптических явлений. Однако, несмотря па стремление автора максимально обобщить современное понимание предмета когерентной оптики и ее содержательной части, круг вопросов, включенных в пособие, и характер их освещения не может претендовать па исчерпывающую полноту, хотя бы из естественных ограничений объема пособия. В частности, по последней причине, исключены из рассмотрения разнообразные нелинейные эффекты, происходящие в поле когерентного излучения. Предполагается, что читатель сможет самостоятельно удовлетворить свой интерес к слабо освещенным вопросам, используя приводимые в пособии развернутые библиографические сведения. Для удобства обращения к используемым источникам информации заголовок каждого параграфа содержит соответствующие литературные ссылки. Дополнительную информацию о новых направлениях физической оптики и наиболее интересных научных результатах, полученных в последнеее время, можно получить из приложения "Семинарий". Семинарий содержит постоянно обновляемое изложение докладов, сделанных па семинаре по когерентной оптике кафедры оптики и спектроскопии физического факультета МГУ. [c.9]

В первом томе монографии (части I и И) рассматриваются теория однократного рассеяния и теория переноса излучения. Теория однократного рассеяния применима для описания рассеяния волн в разреженных облаках рассеивателей. Она охватывает большое число встречающихся на практике ситуаций, включая радиолокацию, а также лазерную и акустическую локацию в различных средах. Относительная математическая простота этой теории позволяет без излишних трудностей ввести большинство фундаментальных понятий, таких как полоса когерентности, время когерентности, временная частота, и рассмотреть движение рассеивателей и распространение импульсов. Мы приводим также некоторые оценочные значения характеристик частиц в атмосфере, океане и в. биологических средах. Теория переноса излучения, которую также называют кратко теорией переноса, имеет дело с изменением интенсивности волны, распространяющейся через случайное облако рассеивателей. Эта теория используется при решении многих задач рассеяния оптического и СВЧ излучения в атмосфере и биологических средах. В книге описываются различные приближенные способы решения, включая диффузионное приблнл<ение, метод Кубелки — Мунка, плоскослоистое приближение, приближение изотропного рассеяния и малоугловое приближение. [c.8]

В то же время наличие ненулевой (хотя в общем случае и более низкой, чем в условиях резонанса) ингенсивности дифракции зондирующей волны в нерезонансном случае, т.е. при отстройке Дсо далеко в сторону от всех резонансных частот среды 12 , обусловлено возбуждением в электронных оболочках молекул среды вынужденных (и, следовательно, когерентных) нерезонансных колебаний оптических электронов, излучение которых, интерферируя, и порождает нерезонансные компоненты дифракции зондирующего пучка. Очевидно, при выполнении условий резонанса Дсо = 12(у в когерентно рассеянном излучении присутствуют обе компоненты дифракции, которые могут интерферировать между собой. Нерезонансная компонента дифракции представляет собой тот когерентный фон в активном спектре, на котором располагаются резонанснью линии, отвечающие внутримолекулярным колебаниям и другим оптически активным резонансам среды. [c.263]

Оптическая модель основана на теории формирования изображения в частично когерентном свете. Основной алгоритм относится только к одномерным периодическим объектам и круговой апертуре. С помощью этого алгоритма могут быть эффективно смоделированы периодически чередующиеся линии и интервалы, а также отдельные линии и интервалы. Этот алгоритм позволяет находить распределение интенсивности изображения путем усреднения суммы произведений фурье-гармоник оптического пропускания объекта. Коэффициенты корреляции различных фурье-гармоник вычисляются из функции зрачка для данной степени когерентности а и расфокусировки В программе SAMPLE для расчета интегралов типа свертки используется комбинация аналитических и численных методов интегрирования [12.7]. Пользователь задает структуру изображения (щи-рину линий и интервалов), длину волны, числовую апертуру и степень когерентности, погрешность фокусировки и размер окна изображения. Характерное время расчета составляет несколько секунд для ЭВМ VAX 11/780 при использовании операционной системы UNIX с компилятором /77. [c.324]

Для понимания интерференции и дифракции электромагнитной волны вводятся квааимонохроматические волны ("хаотически модулированные колебания" ). При введении этих понятий законы возникновения и распространения электромагнитных волн дополняют условиями обрыва колебаний оптических электронов в атоме и другими причинами, onpeдeляюn ими время когерентности. В рамках этой схемы обосновывается когерентность колебаний для точечных источников свети в пределах одного цуга волн, а затем выявляются условия пространственной когерентности, при которых может наблюдаться стационарная интерференционная картина от реальных источников. [c.7]

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]

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]

При взаимодействии световых полей в условиях одно- или многофотонных резонансов с квантовыми переходами в среде когерентными наз. нсстацнонарные процессы, за время развития к-рых фазовые соотношения между полем и откликом вещества не успевают существенно иарупштъся релаксацией (см. Оптическая нутация, Самоиндуцированная прозрачность. Фотонное эхо). В противоположном случае процессы становятся некогерентными (см., напр., Насыщения эффект.], [c.396]

Рис. 4. Схемы когерентной нелинейной спектроскопии нестационарных процессов а — ДЕухуроваевая система, с которой нестационарно взаимодействует резонансное оптическое попе б — зависимости от времени амплитуды оптического поля в трёх различных схемах нелинейной когерентной спектроскопии вверху — ступенчатое включение резонансного взаимодействия в момент времени , средняя диаграмма — импульсное резонансное воздействие оптического поля на двухуровневую систему (Ч, Ч моменты начала и конца оптического импульса) внизу — резонансное воздействие оптического поля на двухуровневую систему в виде двух последовательных коротких импульсов, разделённых интерва.чом т в — временные диаграммы сигналов нелинейной спектроскопии, соответствующих амплитудам оптического поля на рис. 6 вверху — сигнал оптических нутаций в амплитуде резонансной оптической волны, прошедшей сквозь образец средняя кривая — сигнал затухания свободной поляризации излучения, прошедшего через образец внизу — сигнал оптического эха в виде импульса излучения спустя время Т после воздействия второго импульса.

Большинство этих методов характеризуется наличием промежуточных превращений электрической энергии в другие виды (световую, механическую) вне зоны обработки. В их числе электронно-лучевая обработка материалов обработка когерентным световым лучом большой мощности (с помощью квантово-оптических генераторов) магнитное формование— импульсное формоизменение силами магнитного поля электрофо ретические методы плазменная обработка электрогидравлические методы и ряд других, широко изучаемых и осваиваемых в настоящее время. [c.15]

Возможности и перспективы построения систем передачи информации с ОКГ определяются рядом специфических особенностей последних. Используя ОКГ, можно обеспечить чрезвычайно высокую направленность пучков светового излучения, высокую стабильность частоты излучения, большую мощность в импульсном режиме. Лазерные системы имеют малые габариты и вес приемопередающих антенных установок при обеспечении заданной ширины диаграммы направленности. Эти системы позволяют обеспечить высокую пропускную способность (информативность) каналов связи и реализовать большую точность измерения параметров движения объектов. Большая пропускная способность оптических когерентных линий связи позволяет рассматривать вопрос о передаче телевизионной, телеметрической, телефонной и другой информации по одному какалу за очень короткое время создавать многоканальные телевизионные и телефонные системы. Эти бесспорные преимущества могут быть реализованы лишь при обеспечении высокой концентрации энергии в узком световом луче и при использовании совершенных приемных систем. [c.7]

Первые достижения, которые, по-видимому, лучше рассматривать как предварительные, появились в результате ми ни-воз рождения голографии. В 1955 г., занимаясь радиолокацией, мы вновь открыли габоровский процесс голографии. В нашей теории было показано, что если принимаемые радаром отраженные сигналы записать на фотопленку или аналогичный оптический транспарант и затем осветить этот транспарант пучком когерентного света, то дифрагированные световые волны будут миниатюрными копиями излученных радаром исходных волн, которые попадают на приемную апертуру радара. В первоначально развитой теории рассматривалась система как с обычной реальной антенной, так и с синтезированной апертурой. Естественно, с точки зрения голографии неважно, записывались ли волновые фронты одновременно (реальная апертура) или последовательно (синтезированная апертура). Мы разработали подробную теорию голографии, причем наша работа во многом шла параллельно с оригинальной работой Габора, в то время для нас неизвестной. [c.16]

В связи с тем, что оптические сигналы, отображающие коррелирующие функции в плоскостях Pia И Pjb, не могут быть отрицательными, знакопеременные коррелирующие функции необходимо записывать с использованием некоторого постоянного уровня смещения. Этот уровень смещения удаляется затем с помощью режекторного фильтра постоянной составляющей, устанавливаемого в частотной плоскости Рз коррелятора. Хотя описываемый коррелятор долгое время использовался с применением записи входных данных на ютопленке в плоскости Pia и синхронизируемой лентопротяжки в плоскости Pjb, однако необходимость в механическом перемещении фотопленки ограничивает быстродействие и точность данного коррелятора. Поскольку этот коррелятор в основном является системой формирования изображения, требования к точности установки его элементов, а также требования к степени когерентности используемого излучения существенно ниже, чем в корреляторе с частотной плоскостью. Схема описанного коррелятора представляет большой интерес, поскольку в нем для управления с высокой точностью перемещением одного сигнала относительно другого можно применять акустооптические ячейки (что с успехом и применялось в плоскости Pi ). В следующем разделе мы обсудим этот и другие типы акустооптических корреляторов. Акустооптические корреляторы имеют такие преимущества, как быстродействие и широкая полоса пропускания, но их можно использовать лишь для обработки одномерных сигналов. [c.573]

На рис. 3 представлена схема оптической системы для записи френелевской голографической стереомодели. Стереотранспаранты проецируются на рир-экран с использованием когерентного света лазера. Сначала система двойной проекции настраивается так, чтобы устранить различия в масштабе и угле поворота для обоих перекрывающихся изображений. Во время записи включается поочередно то одна, то другая проекционная система. Каждый из проецируемых транспарантов записывается на всей фотопластинке с разными опорными пучками для обоих экспозиций, чтобы при [c.685]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...