Измерение пространственной и временной когерентности

Измерение пространственной и временной когерентностей [c.450]

Л.2 Методы измерения пространственной и временной когерентности [c.12]

Рассмотрим кратко оптические методы экспериментального определения пространственных и временных корреляционных функций, или, в терминах оптики, методы измерения пространственной и временной когерентности световых полей. Исторически понятие когерентности возникло в оптике в связи с интерпретацией результатов интерференционных опытов. Классические интерференционные опыты Юнга и Майкельсона оказываются прямыми методами измерения пространственных и временных корреляционных функций распределение средней интенсивности в интерференционной картине непосредственно дает корреляционную функцию поля. Одновременно эти опыты можно рассматривать как схемы, поясняющие физический смысл пространственных и временных корреляционных функций. Обратимся к их рассмотрению. Начнем с определения [c.12]

Проведение измерений пространственной и временной когерентности имеет большое значение для постановки [c.16]

Возвращаясь к уравнению (6,37), отметим, что мы до сих пор еще не видели, каким образом можно получить модуль и аргумент yjj из экспериментальных измерений у нас два неизвестных и только одно уравнение. Оценим вновь наше положение. Вначале для получения общей картины бьш постулирован источник, являющийся протяженным как в пространстве, так и по спектру. Все наши рассуждения до сих пор учитывали это, и в результате различные уравнения относительно Y12 не имеют ограничений по отношению к когерентности освещенности. Теперь вернемся к рис. 6.7 и проведем сравнение различных точек С1 и С2 в выборочной плоскости. Ясно, что эта схема в особенности чувствительна к пространственной (поперечной) когерентности. Для получения связи У12 с наблюдаемыми величинами разумно рассмотреть случай, когда временная когерентность не вносит искажений (разд. 6.4.1). Функция Ti 1 (х) особенно удобна для изучения временной когерентности, поскольку она характеризует степень сохранения фазовых соотношений для отдельных волновых углов. [c.141]

Выше мы изложили лишь те основы теории лазерных шумов, которые совершенно необходимы каждому для элементарного знакомства с источниками лазерных шумов и для того, чтобы решать вопросы, связанные с измерениями шумов. В литературе имеются более подробные теоретические работы по распределениям плотности вероятности до и после линейного усиления [53, 60], по характеристикам емкости канала [61] и теории пространственно-временной когерентности [62, 63]. [c.487]

В гл. 4 анализируются понятия когерентности света, как временной, так и пространственной, а также методы их измерения. В конце ее описан интерферометр интенсивности. [c.8]

Далее необходимо сделать некоторые конкретные предположения относительно природы света, участвующего в измерении. Предположим, что свет 1) поляризован и является тепловым по происхождению и 2) обладает взаимной, спектральной чистотой, что позволяет нам разделить временной и пространственный аспекты когерентности. При таких предположениях функция взаимной корреляции двух интенсивностей может быть сведена к виду [c.476]

Кроме интерферометров Юнга и Майкельсона существует большое число и других схем, используемых для измерения временной и пространственной когерентности оптических полей. Все многообразие интерферометров базируется на двух методах методе деления амплитуды и методе деления волнового фронта. В методе деления амплитуды исходный пучок делится на частично отражающих или частично пропускающих оптических элементах. В методе деления волнового фронта пучок, проходя через отверстия, делится на несколько пучков. [c.16]

В предыдущих главах рассматривались основные причины, влияющие на вид интерференционной картины, наблюдаемой с ИФП. При этом предполагалось, что источник излучения испускает свет в виде цугов бесконечно большой длины, т. е. анализируемое излучение обладает временной когерентностью. Пространственная когерентность реального газоразрядного источника. может быть определена с помощью теоремы Ван-Циттера — Цернике [5] или, для объемных источников спонтанного излучения типа полого катода, с помощью обобщения теоремы Ван-Циттера— Цернике, выполненного в работе [17]. До появления лазеров ИФП обычно освещался светом с очень малыми разме-)ами области пространственной когерентности (10 —10 см). Использование ИФП совместно с лазерами в качестве селекторов излучения, применение ИФП в перестраиваемых лазерах для сканирования и монохроматизации излучения, измерение АК ИФП с помощью одночастотного лазера и другие способы их применения приводят к необходимости развития теории, описывающей вид интерференционной картины при прохождении через ИФП полностью или частично пространственно-когерентного излучения. В то же время появление импульсных лазеров с малой длиной излучаемого светового цуга, а также исследование спектральных линий, испускаемых атомами и ионами с малым временем жизни возбужденного состояния, ставят вопрос о влиянии на вид наблюдаемой с ИФП интерференционной картины временной когерентности излучения. Число работ, посвященных этим проблемам, в настоящее время невелико [29, 38, 47], хотя пространственная и временная когерентность анализируемого излучения, конечно, оказывают решающее влияние на формирование АК идеального и реального ИФП. [c.78]

Применение когерентного излучения. Высокая степень монохроматичности и малая расходимость когерентного оптического излучения определяют области его практического использования. Излучение с высокой временной когерентностью может быть использовано для передачи информации на оптических частотах при решении задач, связанных с оптической интерференцией (измерение расстояний, линейных и угловых скоростей, деформаций поверхностей и т. д.) в качестве стандарта частоты. Высокая направленность пространственно-когерентного излучения обусловливает ряд его преимуществ перед некогерентным излучением небольшую величину энергетических потерь, связанных с расходимостью пучка высокое угловое разрешение, поз- воляющее точно направить луч на малый объект и существенно сократить помехи возможность пространственной фильтрации при приеме сигналов. Отсюда следует, что узконапрявленное оптическое излучение может быть эффективно использовано при передаче информации на большие расстояния, при оптической локации удаленных объектов (особенно для выделения объекта среди других целей), при измерении углов и расстояний по принципу, на [c.343]

Прнмененве. П. в. используются в ядерной физике для изучения спиновой зависимости нейтронных сечений, измерения амплитуд когерентного и некого рент- ВОГО рассеяний нейтронов (см. Нейтронография структурная), а также для исследования таких фундам., проблем, как несохранение пространственной чётности в ядерных реакциях, поиск нарушения временной ив-. вариантности, определение угл. корреляций в бета-распаде свободных нейтронов, поиске электрич. заряда и электрич. дипольного момента нейтрона и т. д, В фш зике твёрдого тела П. н. позволяют изучать магн. структуры, конфигурации неспаренных электронов t (спиновую плотность) в магнетиках (см. Магнитная е нейтронография), измерять магн. моменты отд. компа- нентов в сплавах, исследовать кинетику фазовых пе- реходов, ядерных релаксац. процессов, миграцию спи- ( нового возбуждения, в т, ч. в неупорядоченных спино-1 вых системах, идентифицировать короткоживущие де-1 фекты в кристаллах, исследовать спиновые волны в i магнетиках и т. д. [c.72]

С увеличением размеров блокирующего низкие частоты, зкрана, чго соответствует уменьшению зффективной апертуры и, следовательно, связано с необходимостью увеличения времени зкспонирования, плотность световой энергии в реконструированном поле остается практически постоянной. Об зтом свидетельствуют результаты измерения дифракционной эффективности [132] спеклограмм (рис. 44). Такой, на первый взгляд, неожиданный результат связан с тем обстоятельством, чго контраст регистрируемой совокупности пространственных несущих (спекл-структуры) не зависит от размеров апертуры фокусирующей системы. Это обусловлено тем, что степень пространственной когерентности излучения, формирующего сфокусированную спеклограмму, остается постоянной и близкой к единице, независимо от размеров диффузно рассеивающего объекта и апертуры изображающей системы. [c.81]

В заключение данного пункта отметим следующее. Мы рассматривали волновой параметр вырождения, который является характеристикой излучения, падающего на фотоприемник. Квантовый выход последнего меньше единицы. Следовательно, параметр вырождения фотоотсчетов будет меньше волнового параметра вырождения, и в видимой области спектра вероятность встретиться с подлинно тепловым излучением, для которого классические флуктуации интенсивности доминировали бы в распределении числа фотоотсчетов, оказывается еще меньше. (Правда, квазитепловые источники могут создавать излучение с очень большим параметром вырождения, и в таких случаях классические флуктуации интенсивности могут доминировать в флуктуациях числа фотоотсчетов.) Кроме того, фотоприемник или коллекторная оптика могут охватывать только часть одной пространственной моды источника. (Практически в интервале измерения всегда охватывается очень много временных мод.) В таком случае параметр вырождения фотоотсчетов может снова стать меньше волнового параметра вырождения в результате неполного охвата пространственной моды. Хотя минимальное значение параметра Ж равно единице, нужно учесть уменьшение энергии, достигающей фоточувствительной поверхности. Для этого нормальное значение параметра вырождения фотоотсчетов нужно дополнить множителем, равным отношению эффективной площади измерения к площади когерентности падающего света. В случае протяженного некогерентного источника для параметра вырождения фотоотсчетов можно принять [c.461]

Квантовые корреляционные функции из (1.33-14) можно связать с экспериментальными исследованиями интерференции и со статистикой фотонов, подобно тому как это было проиллюстрировано на типичных примерах для Г х, х), Г Хи Х2) СХхф Х2, Г2 2 Хи Х2, Х2, 1) при классическом представлении. Однако следует принять во внимание, что при этом должны вступить в свои права принципы квантового описания процесса измерения, согласно которым, вообще говоря, измерения вызывают изменения состояний. Если, например, производится измерение в пространственно-временных точках х, Х2, хз. .. с /1 С /2 < 3. .., то результат первого измерения влияет на результат второго измерения и т. д. Если допустить существование идеальных детекторов фотонов, то с точностью до постоянного множителя величина Г (дгь Х2,. .., Хп, Хп, Х2, Х1) определяет совместную вероятность измерить интенсивность /(л1) в точке Хи интенсивность /(хг) в точке Х2 и т. д. Для глобально когерентных состояний, в частности, соблюдается соотношение [c.173]

РАДИОИНТЕРФЕРОМЕТР — прибор для измерения различных физ. величин методом интерференции радиоволн-, по наблюдению результата интерференции двух или более когерентных колебаний или его изменению определяют искомую величину, к-рая к.-л. способом связана с характеристиками этих колебаний. Для измерения расстояний, скорости распространения радиоволн и исследования условий их распространения служат радиодальномер с неподвижной интерференционной картиной, радиозонд, интерференционный радиодальномер, дисперсионный Р. и др. Для измерения малых времен возбуждения (10 сек — 10 сек) флуоресцирующих веществ применяется флуорометр. В радиоастрономии Р. применяют для измерения угловых координат источников радиоизлучения и разделения излучения от различных источников, а также для исследования пространственного распределения излучения и его природы. [c.288]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...