Пучки с полной пространственной когерентностью

Рассмотрим вначале пучок с полной пространственной когерентностью. Даже в этом случае пучок с конечной апертурой неизбежно расходится вследствие дифракции. Это нетрудно понять с помощью рис. 1.6. На этом рисунке пучок с постоянной интенсивностью и плоским волновым фронтом падает на экран S, в котором имеется отверстие диаметром D. Согласно принципу Гюйгенса волновой фронт в некоторой плоскости Р за экраном может быть получен путем суперпозиции элементарных волн, излученных каждой точкой отверстия. Мы видим, что из-за конечного размера D отверстия пучок имеет конечную расходимость 9d. Ее значение можно вычис- [c.21]

Пучок рубинового лазера X = 0,694 мкм) проходит через телескоп диаметром 1 м и посылается на Луну. Рассчитайте диаметр D пучка на Луне, предполагая, что пучок обладает полной пространственной когерентностью (расстояние от Земли до Луны приблизительно равно 384 000 км). [c.24]

Свойство направленности лазерного пучка тесно связано с его пространственной когерентностью. Поэтому сначала мы обсудим электромагнитную волну с полной пространственной когерентностью, а затем с частичной. [c.459]

Пучки с полной пространственной когерентностью [c.459]

Рассмотрим сначала волну с полной пространственной когерентностью, образованную пучком с плоским волновым фронтом кругового поперечного сечения, имеющим постоянную интенсивность по сечению (рис. 7.5, а). Вследствие дифракции такой пучок характеризуется углом расходимости 0d. Дифракционную [c.459]

Лазер излучает световой луч в виде нескольких пучков, и по.этому еще одно требование, предъявляемое к лазерам, связано с пространственной когерентностью их излучения, которая определяется степенью интерференции этих отдельных пучков. Пространственная когерентность не влияет на качество голограммы, если лучи из разных пучков не перемешиваются и при записи происходит их полное совмещение. [c.35]

Если на плоскую Д. р. падает параллельный пучок света, ось к-рего лежит в плоскости, перпендикулярной к штрихам решётки, то, как показывает расчёт, получающееся в результате интерференции когерентных пучков от всех N штрихов решётки пространственное (по углам) распределение интенсивности света (в той же плоскости) может быть представлено в виде произведения двух ф ний J Jg. Ф-ция Jg определяется дифракцией света на отд. штрихе, ф-ция Jjv обусловлена интерференцией N когерентных пучков, идущих от штрихов решётки, и связана с периодич. структурой Д. р. Ф-ция для данной длины волны Я определяется периодом решётки d, полным числом штрихов решётки N и углами, образованными падающим (угол 1 з) и дифрагированным (угол ф) пучками с норма-лью к решётке (рис. 2), но не зависит от формы штри- 057 [c.657]

В заключение этого раздела подчеркнем, что понятия пространственной и временной когерентности дают описание лазерной когерентности только в первом порядке. Свойства когерентности высших порядков будут рассмотрены в гл. 7. Для полного понимания различия между обычным источником света и лазером подобное рассмотрение очень существенно. Будет показано, что действительно вследствие различия между соответствующими свойствами когерентности высших порядков лазерный пучок коренным образом отличается от традиционных источников света. [c.20]

Наряду со столь высокой временной когерентностью, недостижимой никакими другими способами, лазерное излучение характеризуется также практически полной пространственной когерентностью. Это легко продемонстрировать, раздвигая щели в опыте Юнга (без первой входной щели) до самых краев поперечного сечения лазерого пучка. Видность интерференционной картины при этом не уменьшается. Количественные измерения показывают, что для излучения гелий-неонового лазера (Х=632,8 нм) степень пространственной когерентности 712 (см. 5.5) отличается от единицы менее чем на 10 даже для тех точек поперечного сечения пучка, где интенсивность составляет всего 0,1% от интенсивности на оси пучка. [c.449]

Из рис. 53 следует, что в случае диффузного рассеяния освещающего пучка дифракционная эффективность с ростом количества мод падает значительно быстрее, чем при непосредственном освещении объекта. Этот результат нетрудно объяснить. Действительно, обеспечивая равномерную освещенность в восстановленном изображении, диффузное рассеяние пучка приводит практически к полному перемешиванию поперечных мод. При этом обеспечивается определенная степень пространственной когерентности по всему сечению пучка, но видность картины оказывается невысокой. В отсутствие же рассеивателя степень пространственной когерентности в пределах каждой поперечной моды остается близкой к единице, хотя между собой зти моды некоррелированы. [c.102]

Определения когерентности сложились исторически. Раньше считали, что интерферировать может только свет, излученный одним достаточно удаленным точечным источником, разбитым на два пучка с двумя отверстиями в экране (опыт Юнга). Но уже много лет назад выяснилось, что интерференция — явление гораздо более распространенное. Для интерференции пучков света необходимо лишь одно — чтобы разность фаз между ними не изменялась хаотически. Свет от двух электрических лампочек не дает интер-ференциоппой картины, так как из-за высокой температуры тепловые колебания атомов вносят большую случайную добавку в частоту излученного света и разность фаз между двумя пучками будет хаотически изменяться настолько быстро, что ни о какой интерференции не может быть и речи. Строго говоря, только в этом случае можно говорить о полной некогерентности источников. Если предмет, освегценный двумя лампами, отбрасывает две перекрывающиеся тени, то на границе теней интерференции не возникает. Не возникнет и дифракционной картины на границе каждой из теней, так как пространственная когерентность в каждой из ламп практически отсутствует — соседние участки нити излучают свет статистически независимо и свет от них не интерферирует. В атом смысле можно сказать, что свет, излучаемый обычной лампочкой, состоит из отдельных независимых порций — квантов. Свет же, излучаемый лазером, обладает высокой степенью когерентности и может быть описан как классическое электромагнитное поле, задаваемое векторами электрического и магнитного полей. Свет от двух лазеров дает интерференционную картину. В этом случае лучше не рассуждать (как это иногда делают), интерферирует ли квант только сам с собой или он может интерферировать с другими квантами. Случайная разность фаз между светом от двух лазеров скажется лишь в расположении интерференционной [c.131]

Часто под Д. с. понимают процедуру искусств, снижения степени поляризации света, необходимую для проведения эксперимента или функционирования он-редел, оптич. устройства. В тех случаях, когда потери яркости пучка допустимы, для этой цели используют рассеяние света в мутной среде или на матовой поверхности. Задача полной (или, точнее, истинной) Д. с. без снижения яркости светового пучка представляется практически неразрешимой. Поэтому при решении конкретных задач поляризац. оптики процедуру истинной Д. с. заменяют процедурой псевдополяризации. При этом каждая монохроматич. компонента светового пучка в каждый момент времени и в каждой точке пространства (точнее в пределах любой площадки когерентности) сохраняет исходную степень поляризации, но вследствие пространственной, временной или спектральной модуляции состояния поляризации пучок в целом для практических целей становится неотличимым от неполяризованного. Временная модуляция состояния поляризации света может осуществляться, напр., путём вращения с разными скоростями помещённых в световой пучок линейных фазовых пластинок. Для получения пространственной (по сечению пучка) поляризац, модуляции могут использоваться клиновидные фазовые пластинки. При работе с пучками широкого спектрального состава эффективными псевдодеполяриааторами могут служить сильнохроматич. фазовые пластинки, изготовленные из прозрачных кристаллов с большим двойным лучепреломлением (т. н. деполяризаторы Л но). Их использование приводит к спектральной модуляции поляризац. состояния света. [c.583]

На этапе формирования изображения используются две световые волны одной облучают объект, другая служит для образования однородного когерентного фона. При взаимодействии этих волн возникает хорошо известная в оптике интерференционная картина, которая несет в себе полную запись пространственной структуры световой волны (по амплитуде и по фазе). Запись интерференционной картины, полученную после этапа формирования изображения, называют голограммой. Записанная на фотоматериал голограмма несет информацию об амплитуде и фазе волны, отраженной от предмета, но не имеет никакого сходства с предметом и при визуальном рассмотрении кажется бессмысленной комбинацией полос и дифракционных колец. На этапе восстановления изображения используется когерентный пучок света, которым освещается голограмма для получения изображения первоначального предмета. При этом возникают два типа изображения действительное и м и-мое. Действительное изображение появляется на стороне, противоположной источнику излучения. Мнимое изображение появляется на той стороне голограммы, где размещается источник излучения. Физическое объяснение З тОму может быть дано такое. Очевидно, что голограмма пропустит свет только в тех местах, где располагаются максимумы интерференционной картины, т. е. там, где фазы волн от объекта и источника совпадали. В этих условиях голограмма как бы выбирает на поверхности фронта волны источника такие места н пропускает их сквозь себя. Приблизительно на половине площади голограммы будет воспроизведена объективная волна. То, что голограмма не воспроизводит поле объекта на месте темных полос интерференции, приводит к некоторой неоднозначности воспроизведения фазы, в результате которой появляется ложное изображение объекта. В схеме Д. Г абора лучи, образующие истинное и ложное йзобра- [c.105]

Многие задачи теории когерентности упрощаются, если комплексная степень когерентности рассматриваемого излучения может быть представлена в виде произведения компоненты, зависящей только от пространственных координат, и компоненты, зависящей только от временной задержки. Такая функция когерентности называется приводимой. Это условие, как мы увидим, эквивалентно некоторому условию в спектральном представлении, называемому условием взаимной спектральной чистоты. Данное понятие было введено Манделем [5.25]. Для большей ясности мы сначала (п. А) рассмотрим общую задачу какова форма полной спектральной плотности мощности при наложении двух разных световых пучков с одинаковой нормированной [c.181]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...