Когерентное освещение

Если источник S нельзя считать точечным, то надо исследовать дифракцию квазимонохроматической волны и связанное с этим ухудшение видимости дифракционной картины. Изменение видимости V можно оценить теоретически и экспериментально. В расчетах освещенности дифракционной картины допустим когерентность освещения всего отверстия. В последующем (на примере дифракции на двух щелях) покажем, как изменяется видимость дифракционной картины при учете степени пространственной когерентности, зависящей от размеров источников света. [c.282]

Очевидно, что этот дополнительный интерференционный эффект будет наблюдаться лишь при правильном их распределении, т.е. когда расстояния между отверстиями равны друг другу или изменяются по определенному закону. Только в таком случае (при когерентном освещении всей структуры) разность фаз между дифрагировавшими волнами сохраняется неизменной и интерференционный член отличен от нуля. Если расстояние между отверстиями изменяется по случайному закону (они расположены хаотично), то никакой постоянной разности фаз не будет, интерференционный член обратится в нуль и надо сложить интенсивности всех пучков света, которые посылает в данном направлении каждое отверстие. Следовательно, при хаотическом расположении отверстий распределение интенсивности останется таким же, как и в случае одного отверстия (см. рис. 6.74). [c.290]

С.68. К вопросу о когерентности освещения объекта в микроскопе [c.338]

Можно показать, что степень когерентности освещения объекта [c.339]

В пределах погрешности, сопутствующей подобного рода оценкам, оно не отличается от (6.108), которое было получено ранее без предположения о когерентном освещении объекта. [c.344]

В интерференционном опыте Юнга (см. 16) источниками света служат две щели, освещаемые некоторым источником света, т. е. схема опыта в существенных своих чертах совпадает со схемой рис. 4.20. Если разность хода сравнительно невелика, так что наблюдаются полосы низкого порядка, то контрастность интерференционных полос будет определяться главным образом степенью пространственной когерентности освещения щелей. Аналогично положение и в случае звездного интерферометра Майкельсона (см. 45), где частичная пространственная когерентность освещения щелей интерферометра служит средством для измерения угловых размеров звезд. [c.105]

Разрешающая способность глаза человека при наблюдении на расстоянии 250 мм (так называемое расстояние наилучшего зрения) составляет приблизительно 0,1 мм. Два маленьких предмета, находящиеся на таком расстоянии и освещаемые даже прямым солнечным светом, можно считать практически некогерентными источниками. Тем более это относится к всестороннему освещению. Таким образом, при наблюдении невооруженным глазом в естественных условиях можно не принимать во внимание частичной когерентности волн, попадающих в глаз от различных точек предметов. Напротив, при наблюдении с помощью микроскопа, обладающего разрешением порядка длины волны, учет частичной когерентности освещения объекта, как правило, необходим. [c.107]

Вопрос О роли частичной когерентности освещения объектов в микроскопе был обстоятельно исследован Д. С. Рождественским ), который дал количественное описание явлений с помощью фактора, называемого степенью пространственной когерентности (см. 22), крайние значения которого — нуль и единица. Рассмотрев с указанной точки зрения вопрос о рациональном освещении при микроскопических наблюдениях, Рождественский разъяснил этот [c.356]

При когерентном освещении (удаленный источник малых размеров) все точки щели лежат на одной волновой поверхности, а все элементарные световые колебания синфазны и, следовательно, способны интерферировать. Это приводит к появлению максимумов и минимумов в распределении освещенности по контуру изображения спектральной линии. Структура изображения линии и распределение интенсивности в ее поперечном сечении сильно зависят от ширины щели. [c.21]

При частично когерентном освещении используются взаимная интенсивность - функция Jr (Xo, Уо Xi, > ,) для точек (j q, Jo) (л г. У ) в плоскости предмета и когерентная функция рассеяния h x - х, у - [c.53]

На основании выражений (40) и (41) получим пространственно частотную модель оптической системы рдя частично когерентного освещения [c.54]

Это соотношение говорит нам о том, что для пространственной когерентности освещенности на точечных отверстиях В и С угол ф (в радианах), стягиваемый источником, должен быть существенно меньше, чем УО. С другой стороны, мы можем сказать, что в плоскости точечных отверстий освещенность обладает существенной пространственной когерентностью на участке длиной D, составляющем малую долю Х,/Ф> долю, определяемую в соответствии с теми или иными экспериментальными требованиями. Это конкретное значение D называется (поперечной) шириной когерентности для освещенности на рассматриваемой плоскости. При достаточной информации об источнике зона когерентности в плоскости на заданном расстоянии от него может быть определена таким же образом. [c.17]

Рассмотрим первый случай, когда опыт Юнга выполняется классическим путем, который теперь мы можем описать как случай достаточно высокой когерентной освещенности апертурного экрана. Источник весьма мал, что обеспечивает сохранение одного и того же фазо- [c.18]

Во втором случае с использованием протяженного источника пространственная когерентность освещенности на апертурном экране отсутствует (мы можем предполагать, что временная когерентность имеет место в обоих случаях). Как мы видели, полосы, обусловленные волновыми фронтами из одной точки источника, смещены относительно полос от фронтов из других точек источника. Если источник достаточно большой, то окончательным результатом является пятно на экране со сравнительно равномерной освещенностью. Тем не менее здесь полосы образуются так же, как и в первом случае, но они являются мгновенными, и их положение непрерывно изменяется, давая однородную освещенность даже за минимально возможное короткое время. Из наличия информации об индивидуальных фазовых соотношениях в свете, который будет поступать на внесенные линзы, следует, что по-прежнему существует возможность сформировать изображение апертуры с помощью линз. (При когерентном освещении стабильность фазовых соотношений при некоторых условиях позволяет записать полную информацию, включая фазы, о волновых фронтах от апертурного экрана в этом состоит основа голографии (разд. 5.4.) [c.19]

Вышеприведенные замечания о формировании изображений при когерентном освещении (или, сокращенно, о когерентном формировании изображений) объекта в виде точечной маски в опыте Юнга равным образом применимы к 1) более сложным маскам, таким, например, как 35-мм слайды в диапроекторах, 2) непрозрачным объектам, освещаемым обычными тепловыми источниками света, и 3) само-светящимся объектам, которые люминесцируют (например, телевизионное изображение) или нагреты (например, инфракрасная фотография горячих тел). В каждой из этих категорий существуют те же мгновенные фазовые соотношения, какие мы описывали раньше. [c.19]

Для когерентно освещенного объекта количественное отождествление порядков дифракции с членами рядов Фурье, описывающих структуру объекта, и процесс их восстановления в изображение с помощью линзы, подобный фурье-синтезу, довольно подробно обсуждались А.Б. Портером в 1906 г. [47]. (Тогда не предполагали, что значительный шаг в этом направлении уже был сделан лордом Рэлеем [49] в 1874 г. и особенно в его статье [51].) [c.85]

Важность подхода с использованием этой модели состоит в ее чувствительности к процессу, при котором пространственные частоты структуры объекта (периодической и непериодической) выражаются дифрагированными волновыми фронтами и восстанавливаются для формирования изображения. Использование когерентного освещения позволяет воздействовать на дифракционную плоскость (плоскость пространственных частот) таким образом, что формирование изображения может управляться посредством фильтрации . Это один из аспектов оптической обработки, другие упомянуты в разд. 5.5. [c.85]

Основная схема воспроизводится в упрощенном виде на рис. 5.13. Объект представлен в виде транспаранта, который передает комплексную амплитуду /(х) для упрощения математических выкладок взято только одно измерение. Транспарант освещается падающим на него перпендикулярно светом, например от системы лазер-расширитель пучка, создающей когерентное освещение плоской волной. На дифракционной плоскости мы имеем преобразование Фурье от транспаранта [c.109]

Ограничивая наше рассмотрение для простоты одним измерением, осью X, показанной на рис. 5.18, предположим, что является комплексной амплитудой, пропускаемой при когерентном освещении объекта. В фокальной плоскости первой линзы мы имеем преобразование Фурье от f , которое можно обозначить Fy. Прописная буква F представляет собой обычное преобразование от /, а индекс X обозначает координату в фурье-плоскости. (Чтобы мы могли выявить зависимость по возможности яснее, пренебрежем разными факторами, такими, как длина волны освещения, фокусные расстояния линз и т.д., которые воздействуют только на геометрические стороны явления.) [c.116]

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]

В тех случаях, когда когерентность освещения диктуется функциональным назначением системы (например, в фурье-ана-лизаторах), для увеличения отношения сигнал/шум принимают чисто конструктивные меры уменьшают число поверхностей, применяют иммерсию, где это возможно, внеосевое построение схемы (как в п. 4.5). Если же когерентность освещения является лишь следствием монохроматичности излучения и как таковая не нужна, ее желательно искусственно разрушить. Наиболее известный способ решения этой задачи — установка перед предметной плоскостью вращающегося матового рассеивателя. В этом случае паразитная интерференционная картина в плоскости изображения меняется во времени, что позволяет усреднить ее при регистрации изображения на фотоматериале и тем [c.189]

Вторая проблема, возникаюш,ая при когерентном освещении,— изменение условий формирования изображения по сравнению с некогерентным случаем (имеется в виду изображение протяженного предмета) [30]. Хорошо известно, что при когерентном освещении происходит осцилляция интенсивности на [c.190]

Импульсный отклик системы, являющийся в случае когерентного освещения фурье-образом когерентной передаточной функции и имеющий смысл распределения амплитуды поля в плоскости изображения при наличии точечного источника в предметной плоскости, как следует из теории сдвига [24], описывается выражением [c.192]

Таким образом, использование сканирующего осветителя приводит к тому, что условия формирования изображения становятся соответствующими случаю частично когерентного освещения [30], причем функция взаимной когерентности у, как следует из выражения (6.14), представляет собой фурье-образ того распределения освещенности, которое создается за счет [c.192]

Однако наиболее существенное свойство сканирующего осветителя для систем с ДОЭ —его способность подавлять когерентный шум. В связи с этим при решении задач проекции изображения свет, дифрагированный в нерабочие порядки ДЛ объектива, можно рассматривать как равномерный фон, т. е. пьедестал, на который накладывается полезное изображение (см. п. 7.4). Конечно, контраст изображения при этом несколько снижается, но его искажение интерференционной картиной, возникающее при когерентном освещении, полностью исключается. [c.193]

A — площадь когерентно освещенной поверхности g — фактор, который по существу определяет рассеяние, [c.29]

Лебедев В. В. Нелинейно-оптическая система преобразования изображения из ИК-диапазона в видимый с высоким разрешением при когерентном освещении Дис.. .. канд. физ.-мат. наук 01.04.04.—Новосибирск ИФП СО АН СССР, 1975. [c.164]

Для обработки информации оптическими методами используются как некогерентные, так и когерентные световые поля. Мы ограничимся рассмотрением методов и устройств аналоговой оптической обработки информации, использующих когерентное освещение. Оптические методы обработки информации с помощью некогерентных световых полей описаны в книге [132]. [c.198]

Возвращаясь к обычным (не лазерным) источникам света, следует указать, что введение дополнительной щели, обеспечивающей когерентное освещение двух основных щелей, резко уменьшает используемый световой поток, что затрудняет (х у-1цествление этого очень важного опыта. [c.183]

Точно так же на видимость интерференционной картины не повлияет изменение расстояния между щелями, хотя пространственный ее период (расстояние между интерференционными полосами) будет, конечно, изменяться обратно пропорционально расстоянию между щелями. Пусть теперь на экран со щелями 5х и 82 падает пучок не от точечного источника, а пучок, в котором колебания в разных его точках не вполне когерентны между собой. Такое частично когерентное освещение можно реализовать, например, если использовать протяженный источник света. Световые пучки, распространяющиеся через щели 5х и 82, также не будут полностью когерентными, что уменьшит видимость интерферен- [c.84]

Для наилучшего использования света прибором нередко между щелью и источником света располагают вспомогательную линзу (конденсор), с тем чтобы свет заполнил весь объектив коллиматора. Увеличение размера конденсора, при котором апертура выходящего из него пучка превысит апертуру коллиматора, бесполезно с точки зрения использования светового потока, однако некоторое перезаполнение коллиматора представляет известные преимущества, так как позволяет получить условия освещения, легче поддающиеся теоретическому анализу (уменьшение степени когерентности освещения, см. 22). При больших линейных размерах источника света, расположенного на соответствующем расстоянии от щели, необходимое заполнение коллиматора осуществляется чисто геометрически, без помощи конденсора. Однако и в этих случаях, равно как и при малых размерах источника, нередко применяют конденсоры даже более сложного устройства, с тем чтобы выделить ту или иную часть источника света и обеспечить равномерность освещения щели и равномерность освещенности изображения (устранение виньетирования, см. 89). [c.340]

Вывести условие когерентности освещения отдельных точек структуры с периодом d протяженным источником (угловой размер источника, определяемый с Aie Ta расположения объекта, равен ф). [c.889]

При использовании ЧКХ следует различать два случая работа оптич. системы в условиях когерентного освещения (напр., объект освещается сколлимированным лазерным пучком) и некогерентного (самосветящиеся объекты или объекты, освещённые рассеянным светом протяжённых источников). [c.448]

Рассмотрим рис. 1.5, на котором изображена объектная маска с двумя очень малыми апертурными отверстиями В и С, однородно освещенными квазимонохроматическим светом от удаленного источника. Плоские волны поступают по нормали к маске, а сферические волновые фронты расходятся из В и С. Схема такая же, как и в опыте Юнга, за тем исключением, что теперь дополнительно у нас есть линза, которая создает изображение точечных отверстий в плоскости, расположенной, как показано на рисунке. Непосредственный интерес представляет, однако, задняя фокальная плоскость линзы. Рассмотрим любую точку Р, лежащую в направлении под углом 0 к оси линзы в ней складываются вместе и интерферируют только составляющие, распространяющиеся от В и С в направлении 0 (сравните с опьггом Юнга, где интерференция в точке Р на рис. 1.1 происходит между светом, распространяющимся от апертур в разных направлениях). Мы увидим, что конкретная дифракционная картина (определяемая ниже как фраун-гоферовская) в задней фокальной плоскости отображающей линзы является особенно важным промежуточным шагом в формировании изображения, выполняемом линзой. Это позволяет оценить конечную стадию формирования изображения и предоставляет единственную и особую по своей важности возможность для преобразования изображения. Указанное обстоятельство подробно обсуждается в гл. 5, но здесь мы исследуем некоторые свойства картины, сформированной в описанном выше примере. Прежде, однако, отметим, что для экспериментального получения таких дифракционных картин Фраунгофера необходимо обеспечить существование статистических фазовых соотношений, обусловленных когерентным освещением (см. замечания в предьщущем разделе о различиях между когерентным и некогерентным формированием изображения). До гл. 5, где вновь обсуждается эта разница, мы будем (если не указано особо) предполагать, что условия когерентности выполняются. [c.20]

Все прочие функции освещенности дают эффект частично когерентного освещения, прйчем функцию взаимной когерентности в сканирующем осветителе можно варьировать в широких пределах, что позволяет в зависимости от конкретной задачи подбирать наиболее подходящий вид у. В простейшем случае подбор сводится к изменению радиуса окружности сканирования, что позволяет добиваться определенного эффекта при отображении предельно малых деталей изображения [6]. [c.193]

Спекл-шум часто является нежелательным свойством когерентного света. Пространственное разрешение объектов, освещенных лазерным светом, во многих случаях ограничивается спекл-шумом. Спекл-шум возникает также в реконструированном изображении голограммы и ограничивает пространственное разрешение этого изображения. Поэтому были разработаны методы, которые уменьшают влияние спекл-картины при когерентном освещении объектов [7]. Однако спекл-шум не всегда является вредным эффектом. Действительно, разработаны методы, в которых используются свойства спекл-картины (спекл-интер-ферометрия), чтобы определять довольно простым способом деформации крупных объектов, вызываемые, например, напряжениями или вибрациями [7]. [c.470]

Есл1 в системе, изображенной на рнс. 5.2, используется когерентное освещение, то в выходном изображении будет присутствовать спекл-шум (зернистая структура). По этой причине некогерентные системы или системы, использующие белый свет, предпочтительны в тех случаях, когда результатом обработки является изображение. Во всех описываемых ниже системах обработки изображений выходным сигналом является функция корреляции ИЛ некоторый набор признаков. В этом случае наличие спекл-шум . не имеет с>ществе[ ного значения и, следовательно, использование ко -ерентного света остается предпочтительным. [c.264]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...