Принцип восстановления волнового фронта

Реализация принципа восстановления волнового фронта, рассеянного от трехмерных макроскопических объектов при освещении их лазером на длине волны 0,63 мкм. [c.120]

Изобретение в 1948 г. голографии Д. Габором, за которое ему была присуждена Нобелевская премия по физике 1971 г., основано на его работе по улучшению качества изображений, получаемых в электронной микроскопии. Результаты, полученные в 40-х годах с электронными микроскопами, оказались разочаровывающими, поскольку, несмотря на стократное улучшение в разрешающей способности по сравнению с лучшими оптическими микроскопами, разрешение оставалось далеким от теоретического значения. Быстрые электроны, используемые в электронной микроскопии, имеют длину волны де Бройля около 1/20 А, так что атомы должны разрешаться однако практически предел в то время составлял около 12 А. Основной причиной неудачи было наличие аберраций, связанных с использованием электронных линз. Именно при поиске путей решения этой проблемы Габором был создан метод, названный им восстановлением волнового фронта. Частично его идея исходила из принципов, заложенных в двухволновой микроскопии. У. Л, Брэгга (разд. 5.3.3). Он полагал, что если ему удастся зарегистрировать фазы так же, как и интенсивности в изображении электронного микроскопа, [c.104]

С точки зрения процесса восстановления волнового фронта объекта голограмма Френеля отличается от голограммы Фурье тем, что она в принципе обладает фокусирующими свойствами и способна воспроизвести конечное расстояние до объекта. [c.118]

Для выяснения физических принципов голографии рассмотрим метод регистрации и восстановления волнового фронта для образцов исчезающе малых размеров. Первоначальный вариант этого метода применительно к точечным образцам был предло- [c.133]

Рис. 1. Схема, иллюстрирующая принцип электронной микроскопии на основе метода восстановления волнового фронта.

При восстановлении (рис. 1,6) голограмма освещается белым светом с той же стороны, с которой падал опорный пучок. Как и в случае дифракции на кристалле, образуется одноцветное восстановленное изображение, которое получается в соответствии с принципом восстановления волнового фронта, описанным Габором в 1948 г. [3]. [c.215]

Однако, подтверждая основную идею, результаты Габора ухудшались недостаточной длиной когерентности (только 0,1 мм) света от использованной ртутной лампы высокого давления и низким уровнем освещенности, получаемой после введения малой диафрагмы (диаметром 3 мкм) для обеспечения достаточной пространственной когерентности. Из-за этой и ряда других причин применение указанного метода в электронной микроскопии было неудачным. Как отмечал Габор, голография была надолго заброшена. Возрождение наступило после работы Е.Н. Лейта и Дж. Упатникса [33]. Успех их был обусловлен тем, что они обнаружили сходство процесса восстановления волнового фронта Габора с принципами теоретической работы, выполненной Лейтом с сотрудниками по локатору бокового обзора. В них предусматривалось применение бокового опорного освещения, что обеспечивало существенное улучшение характеристик [34, 35]. Затем в этих разработках были использованы незадолго до того созданные лазеры и сочетание этих двух достижений привело к более универсальному и улучшенному процессу голографии. [c.106]

Развитае голографических методов регистрации и восстановления волнового фронта, основные принципы которых были изложены в пионерских работах Д-Габора, Ю.Н. Денисюка, Э. Лейта и Ю. Упатниекса, составило одно из важных достижений современной оптики. [c.7]

Голография как метод восстановления волнового фронта была предложена Габором около сорока лет назад [1]. С момента ее появления широкое развитие получили как теоретические основы, так и сфера ее применения в различных областях науки I техники. Пути развития голографии до современного масштаба были не гладкими. Были преодолены многие технические трудности, разработаны и применены новые, основанные на принципах голографии, методы анализа и контроля явлений и объектов. Второй этап бурного развития, создания основы современной голографии (начало 60-х годов) связан с появлением лазеров и разработанной Э. Лейтом и Ю. Упатниексом внеосевой схемы записи голограммы [2], а также открытием Ю. Н. Де-нисюком трехмерной голографии [3]. Результаты исследований в области голографии огромны и многообразны. Наиболее важные из них — создание голографических корреляционных систем с использованием пространственных голографических фильтров предложенных Вандер Люгтом [4] для обработки изображений и метод голографической интерферометрии [5], с помощью ко торого можно сравнивать явления, зарегистрированные в раз личные моменты времени, — достижение немыслимое до откры тия голографической интерферометрии. [c.3]

Гл. 6 содержит теоретические и экспериментальные основы оптической голографии, которую Габор назвал методом образования изображения путем восстановления волнового фронта. Здесь рассматриваются проективная голография Френеля, без-линзовая голография Фурье с высоким пространственным разрешением и метод устранения эффекта протяженности источника с целью сохранения высокого пространственного разрешения по предмету. Затем излагается требование к когерентности света в голографии. В конце главы описан классический эксперимент Строука с голограммой, полученной при некогерентном освещении, и даны экспериментальные обоснования возможности применения голографических принципов для рентгеновских лучей. [c.9]

Подробное рассмотрение принципов оптической голографии (образо-рание изображения методом восстановления волнового фронта) см. в гл. 6, [c.23]

Пример оптической корреляционной фильтрации показан на зис. 13, а схема используемого устройства — на рис. 14 и 15. Тространственная фильтрация в оптике впервые была описана в работах [1, 2]. Позднее стало очевидно, что главную проб лему пространственной фильтрации, которая сводится к изготовлению комплексного фильтра, можно решить путем голографической регистрации фильтра, т. е. на основе принципов голографии, впервые описанных Габором [6] в 1948 г. (метод восстановления волнового фронта). [c.100]

Принцип голографии Фурье при когерентном освещении, рассмотренный в предыдущих разделах этой главы, позволяет дать очень простое объяснение образованию изображения с помощью габоровского метода восстановления волнового фронта [11]. Наиболее существенным фактором при получении голограммы является пространственная когерентность по предмету, т. е. способность различных точек предмета интерферировать друг с другом (разд. 2.8 гл. 4) или с опорным пучком (разд. 5 гл. 6). [c.175]

Основным преимуществом данной схемы волоконно-оптического гироскопа по сравнению с традиционным устройством (рис. 9.12, б) является возможность использования в них многомодовых оптических волокон, что существенно упрощает конструкцию устройства и снижает требования к юстировке. Дело в том, что после обращения волнового фронта и повторного прохождения через волокно в принципе должна быть восстановлена изначальная простая форма лазерного пучка на входе оптического волокна. Вместе с тем для полной реализации этой функции необходимы специальные более сложные схемы ОВФ с восстановлением состояния поляризации световой волны [9.75—9.77]. Другим существенным недостатком данной схемы, так же как и предыдущей, является необходимость использования лазера с длиной когерентности, превосходящей удвоенную длину кольца 2L, что обязательно для осуществления ОВФ в активной схеме (с внешними заданными пучками накачки). [c.237]

Впервые электрически управляемое переключение плоских лазерных пучков на основе рассматриваемого принципа было предложено и экспериментально продемонстрировано на примере ФРК LiNbOg [9.103]. В дальнейшем при несколько отличных геометриях эксперимента эффект электрического переключения плоских пучков в этих кристаллах исследовался также в [9.91, 9.104, 9.105]. В указанных работах была показана возможность эффективного управления дифракцией на элементарных синусоидальных решетках, приводящей к восстановлению плоских волновых фронтов, что может оказаться полезным при разработке электрически управляемых брэгговских дефлекторов с практически неограниченным углом отклонения. [c.244]

Новый принцип микроскопии, позволяющий восстанавливать изображение объекта по его дифракционной картине, был предложен в 1948 г. Д. Габором. Так как в этом методе регистрируется не только амплитуда, но и фаза световой волны, изобретатель назвал его голографией (от греческих слов 6А,од—полный и —записывать). В то время метод голографии не мог найти широкого применения по двум причинам с одной стороны, не существовало достаточно монохроматического и когерентного источника света, с другой стороны, наблюдение изображения было затруднено перекрыванием восстанавливаемых волновых фронтов. В 1962 г. Е. Лейт и Ю. Упатниекс преодолели эти трудности, использовав в качестве источника света лазер и направляя на голограмму предметную и опорную вол ны под разными углами. С тех пор голография получила широкое развитие и применяется в различных областях науки. Откры тое тремя годами позже свойство голографически-восстановлен ной световой волны интерферировать с другой световой волной независимо от того, была ли последняя получена голографическим методом или иным, особенно вдохновило исследователей. [c.8]

Прежде чем перейти к рассмотрению собственно голографической интерферометрии, остановимся в гл. 2 на некоторых основных положениях дифференциальной геометрии и механики сплошных тел, а в гл. 3 — на принципах формирования изображения в голографии. В гл. 2 приводятся сведения, которые являются основой изложения всей книги. В гл. 3 рассматривается с одной стороны, получение исследуемых волновых фронтов, и, с другой стороны, детально. анализируются свойства изображения, в частности, аберрации, которые могут возникать, если оптическая схема, используемая при восстановлении, отлична от х ы регистрации. В этой же главе показано взаимопроникновение понятий механики и оптики. Затем в основной части книги — гл. 4 — исследуется процесс образования интерференционной картины, обусловленной суперпозицией волновых полей, соответствующих двум данным конфигурациям объекта, и обратная задача — измерение деформаций объекта по данной интерференционной картине. В ней, во-первых, показано, как определяют порядок полосы, т. е. оптическую разность хода интерферирующих лучей, и как отсюда находят вектор смещения. Во-вторых, рассмотрены некоторые характеристики интерференционных полос, их частота, ориентация, видность и область локализации, которые зависят от первых производных от оцтйческой разности хода. Затем показано изменение производной от смещения (т. е. относительной деформации и наклона). В-третьих, определено влияние изменений в схеме восстаноэле ния на вид интерференционной картины и методы измерения. Наконец в гл. 5 кратко приведены некоторые возможные примеры использования голографической интерферометрии для определения производных высших порядков от оптической разности хода в механике сплошных сред, [c.9]

Весьма перспективными являются голографические методы [273—2761 контроля оптических систем. В них волновой фронт, выходящий из произвольной системы, сравнивается с фронтом, восстановленным с помощью предварительно изготовленной голограммы. Голограмма может быть изготовлена оптически или синтезирована с помощью ЭВМ. В принципе этот метод может позволить сравнивать волновой фронт, отражоЕгный любой поверхностью (например, вогнутым параболоидом или гиперболоидом), с фронтом, запечатленным в надлежащим образом изготовленной плоской голограмме. [c.326]

Результаты теоретических исследований в 1.4 были использованы для разработки принципиальных схем оптических продольных томографов с преобразованием волнового фронта. В 4.3 мы рассмотрим возможность восстановления распределения показателя преломления в продольном сечении трехмерного фазового объекта в оптической системе, преобразующей фазовую составляющую волнового фронта. При этом мы будем использовать не только методы получения продольных томограмм, но и принципы томографической интерферометрии. [c.128]

Данный метод основан на последовательном восстановлении положения волновых фронтов по принципу Гюйгенса. Его графический Вариант очень трудоемок, особенно при переменной скорости v , что Характерно для верхней части разреза (ВЧР). В работе [31] предложено 1исленное решение задачи, основанное на восстанов 1ении временного Поля в среде без построения изохрон. [c.71]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...