Когерентная волновая оптика

С точки зрения когерентной волновой оптики это значит, что [c.49]

Когерентная волновая оптика [c.62]

АВТОР. Рамки волновой оптики оказываются в данном случае узкими. Оставаясь в них, вы не сможете проанализировать понятие степень когерентности . Для этого вам надо будет рассматривать структуру излучения, его ста- [c.287]

Используем теперь наши результаты для изучения того, как распространяются свободные световые кванты, скорость которых по величине всегда лишь ненамного меньше, чем с. Мы можем сказать атом света с полной энергией, равной hv, является областью внутреннего периодического явления, протекающего с точки зрения неподвижного наблюдателя всюду, в одной фазе с волной, распространяющейся по тому же направлению, что и атом света со скоростью, почти совпадающей со скоростью света с (немного большей). Световой квант является до известной степени частью этой волны для объяснения интерференции и других явлений волновой оптики нужно, однако, еще понять, каким образом частью одной и той же волны может быть несколько световых квантов. В этом заключается проблема когерентности. [c.635]

Основными методами анализа и синтеза когерентных оптических процессоров являются методы волновой оптики (в том числе и голографии) и методы теории связи. Основу этих методов составляет аппарат двумерного преобразования Фурье и теории линейных систем. [c.199]

Перейдем теперь к принципам обработки информации с помощью когерентных волновых полей. Обработка информации методами когерентной оптики и голографии включает в себя следующие три основные операции [c.199]

Глава 9. Интерференция и дифракция. Здесь мы рассматриваем суперпозицию волн, пробегающих различные пути от источника до детектора, и исследуем физический смысл понятия о когерентности. Геометрическая оптика рассмотрена с точки зрения волновых представлений, т. е. как оптика пучков, падающих на различные отражающие и преломляющие поверхности при условиях, когда дифракция ограничена. [c.14]

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ КОГЕРЕНТНЫХ ПУЧКОВ В ОПТИКЕ ДЕЛЕНИЕМ ВОЛНОВОГО ФРОНТА [c.81]

Выбор метода описания волнового поля источника излучения зависит от системы допущений на его ) арактеристики (монохроматичность, когерентность, поляризацию) и, кап показано ниже, определяет аппарат, с помощью которого описьшается преобразование оптического сигнала в оптико-электронном тракте. [c.42]

Ниже рассмотрены осн. вопросы волновой С, о. проблемы квантовой С. о, обсуждаются в ст. Квантовая оптика, Квантовая когерентность. [c.664]

Наиболее полную информацию о точечном изображении дает функция распределения комплексной амплитуды, получаемая с помощью интеграла Френеля — Кирхгофа на основе Волнового фронта, формируемого оптической системой в ее выходном зрачке. Однако фазовые соотношения в этом распределении важны лишь при наложении изображений соседних точечных источников, т. е. для протяженного объекта, да и то, если освещение в высокой степени когерентно, поэтому в оптике при оценке качества рассматривают обычно функцию рассеяния системы и оптическую передаточную функцию. Первая представляет собой распределение интенсивности света в точечном изображении. Известно, что при отсутствии аберраций для осесимметричной оптической системы это распределение является так называемой [c.81]

Появление лазеров стимулировало развитие теории распространения световых пучков. В классической оптике [77] были подробнее всего изучены особенности формирования изображений при наличии аберраций, связанных как с большой светосилой применяемых устройств, так и со значительной шириной спектрального диапазона излучения. Для анализа процессов в лазерных резонаторах необходимо лишь знание законов преобразования волновых фронтов когерентных пучков. Кроме того, элементы резонатора обычно обладают небольшой оптической силой, лазерные же пучки имеют узкий спектр, малую расходимость и умеренные размеры сечения. Поэтому в лазерном резонаторе привычные для классической оптики аберрации практически отсутствуют в частности, здесь обычно стерта грань между сферической и параболической формами поверхностей оптических элементов. [c.7]

Более развернутым и полным представляется следующее определение. Голография — это направление в оптике и смежных с ней областях, в основе которого лежит получение изображения объекта или какой-либо световой информации о нем путем записи и восстановления волновых фронтов от объекта запись информации происходит вследствие интерференции волн от объекта с когерентным фоном, а восстановление—благодаря модуляции восстанавливающей волны в результате дифракции на записанной интерференционной картине, называемой голограммой. [c.10]

Внедрение лазеров в практику физического зксперимента существенным образом способствовало интенсивному развитию голографии. Это представляется вполне естественным, поскольку именно при реализации процесса голографической регистрации волнового фронта в наиболее полной мере используется такое уникальное свойство лазерного излучения, как высокая степень пространственной и временной когерентности. Успешному построению теории голографических процессов способствовали применение, с одной стороны, хорошо развитого аппарата дифракционной теории формирования изображений и, с другой, - достижения статистической оптики и теории частичной когерентности. [c.7]

При решении этой задачи возникают трудности и часто приходится принимать компромиссное решение. Так, например, при исс.тедовании проблем классической волновой оптики нельзя игнорировать открывшуюся ныне возможност) использования когерентных источников света, хотя затруднительно детальное исс.педо-вание фундаментального понятия когерентности (как это было сделано, например, в монографии Борна и Вольфа, рассчитанной на 6o. iee подготовленного читателя). [c.6]

За последние годы существенно повысился интерес к вопросам, связанным со статистическими характеристиками света. Интенсивно изучаются когерентные световые поля, обладающие неклассической статистикой фотонов. Эти работы, в частности, имеют целью уменьшить флуктуации фотоприема до уровня, определяемого дробовым шумом фототока. В рамках этой книги невозможно рассматривать эти работы, основанные на квантовой электродинамике и представляющие синтез волновых и корпускулярных представлений. Мы ограничимся предельно кратким указанием на цикл работ , в которых возможность наблюдения флуктуаций фотонов изучалась в классических схемах волновой оптики (интерферометры Юнга и Майкельсона) с использованием современных методов регистрации фототока. [c.451]

ЧИТАТЕЛЬ. Когерентность света характеризует его способность к интерференции. Чем выше Ьтепень когерентности, тем контрастнее картина интерференционных полос, наблюдаемая в известном опыте Юнга. Казалось бы, подобные вопросы должны рассматриваться в рамках не квантовой, а волновой оптики. [c.287]

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]

Появление лазеров и успехи, достигнутые в последующие десятилетия в области когерентной оптики, вызвали повышение интереса к проблемам преподавания волновой оптики и совершенствования учебного эксперимента в этой области, что стимулировало появление эяда интересных публикаций. Их анализ выходит за рамки настоящей книги, посвящённой конкретному кругу проблем. Отметим лишь, что важный для современной практики круг вопросов, связанный с интерференцией света в диффузно рассеянных лучах, практически выпал из поля зрения экспериментаторов, успешно работающих в области учебных демонстраций. Предлагаемая читателю книга имеет целью в какой-то степени восполнить указанный пробел. [c.6]

Эти свойства прибора в сочетании с безотказностью в работе, при затрате на подготовку и осуществление опыта минимального времени, позволяют думать, что опыты по интерференции в лучах, рассеянных двумя реальными идентичными и съюстированными (когерентными) диффузорами, могут представлять интерес в преподавании волновой оптики как в условиях средних, так и высших учебных заведений разного профиля, что в свою очередь может служить основанием проведённого выше достаточно подробного рассмотрения вопроса. [c.89]

Данное учебное пособие расширяет и углубляет учебный материал, изложенный в Волновой оптике Н. И. Калитеевского (М. Высш. шк., 1978). Оно предназначено для студентов физических специальностей университетов и вузов (при изучении соответствующего раздела общего курса физики), но может быть полезно и для специалистов, работающих в области физической оптики. Потребность в новом пособии вызвана прежде всего происходящим на наших глазах бурным развитием оптики, которое связано с созданием лазеров — принципиально новых источников когерентного излучения. Применение лазерного излучения стремительно расширяется и охватывает практически всю экспериментальную физику, как и многие области техники и технологии. Лазеры не только привели к возникновению новых современных направлений, таких как нелинейная оптика и голография, но и оказали большое влияние на многие классические разделы оптики. Естественно, что все это не могло не отразиться на содержании и методах преподавания оптики, как и на общем увеличении роли этого раздела в общем курсе физики. [c.6]

Венцеля — Крамерса — Бриллюэна (ВКБ) метод 157 Взаимная интенсивность 324 Взаимной когерентности функция 54 Взаимности теорема 56 Виньетирование 141, 142 Волновая оптика 249, 250 Волновое сопротивление вакуума 61 [c.651]

Томас Юнг (1773-1829) — английский ученый, один из создателей волновой оптики, член королевского научного общества (1794), в 1802-1829 гг. — его секретарь. Учился в Лондонском, Эдинбургском и Геттингенском университетах, где сначала изучал медицину, но потом увлекся физикой, в частности оптикой и акустикой. В последние годы жизни занимался составлением египетского словаря. Работы относятся к оптике, акустике, механике, математике, астрономии, геофизике, филологии. Юнг впервые объяснил явление аккомодации глаза изменением кривизны хрусталика. В трактате Опыты и проблемы по звуку и свету выступил в защиту волновой теории света и предложил принцип суперпозиции волн. В 1801 г. первым объяснил явление интерференции света, ввел сам этот термин. Выполнил первый демонстрационный эксперимент по наблюдению интерференции соста, получив два когерентных источника света. Измерил длины волн разных цветов, получив для красного света значение 0,7 мкм, для фиолетового — 0,42 мкм. Высказал мысль, что спст и лучистая то-плота отличаются друг от друга только длиной волны, выдвинул идею поперечности световых волн. [c.21]

Исследования закономерностей расположения спектральных линий различных элементов, а также попытки количественно описать характеристики самих линий (полуширина, форма огибающей, тонкая структура и т. п.) фактически завершили историю традиционной волновой оптики. Электронная теория дисперсии Лоренца стала вершиной достижений кляггической физики в области излучения. Она смогла объяснить естественную ширину спектральной линии, эффекты ударного и донлеровского уширения, позволила подвести количественные критерии под понятия когерентности и монохроматичности, наконец 01И1-сать интерференционные и дифракционные явления на языке затухающих волн и волновых цугов. [c.24]

ОПТИКА [ асферическая содержит элементы, поверхности которых, не имеют сферической формы просветленная обладает уменьшенными коэффициентами отражения света у отдельных ее элементов путем нанесения на них специальных покрытий) как оптическая система (волновая изучает явления, в которых проявляется волновая природа света волоконная рассматривает передачу света и изображений по световодам и пучкам гибких оптических волокон геометрическая изучает законы распространения света в прозрачных средах на основе представлений о световых лучах интегральная изучает методы создания и объединения оптических и оптоэлектронных элементов, предназначенных для управления световыми потоками квантовая изучает явления, в которых при взаимодействии света и вещества существенны квантовые свойства света и атомов вещества когерентная изучает методы создания узконаправленных когерентных пучков света и управления ими нелинейная изучает распространение мощных световых пучков в оптически нелинейных средах (твердые тела, жидкости, газы) и их взаимодействие с веществом силовая изучает воздействие на твердые тела интенсивного светового излучения, в результате которого может нарушаться механическая цельность этих тел статистическая изучает статистические свойства световых полей и особенности их взаимодействия с веществом тонких слоев изучает прохождение света через прозрачные слои вещества, толщина которых соизмерима с длиной световой волны физическая изучает природу света и световых явлений) как раздел оптики электронная занимается вопросами формирования, фокусировки и отклонения пучков электронов и получения с их помощью изображений под воздействием электрических и магнитных полей корпускулярная изучает законы движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях нейтронная изучае взаимодейс вие медленных нейтронов со средой) как раздел физики] [c.255]

НЕЙТРОННАЯ ИНТЕРФЕРОМЁТРЙЯ — раздел нейтронной оптики, методич. основой к-рого является измерение разности фаз интерферирующих нейтронных волн. Нейтронные интерферометры (НИ) — прецизионные приборы, в к-рых осуществляется пространств. разделение исходного пучка нейтронов, как правило, на два когерентных пучка I и II и их последующее совмещение. При этом интенсивность I результирующего пучка связана с разностью фаз Д р волновых ф-ций ф и фи пучков I и Ц соотношением [c.272]

Обоснование теории П. и. было достигнуто в рамках статистич. оптики, к-рая ур-ние П. и. выводит из ур-ний Максвелла на основе волновых понятий, описывающих когерентные свойства излучения. При таком подходе яркость I связана с Вигнера функцией распределения /к Д), а последняя — с ф-цией когерентности Г(К,р) комплексной амплитуды поля. Для скалярного монохроматич. поля и(г)ехр(—гы ), для к-рого [c.566]

Бигармоническая накачка от спектрохронографии и измерения огибающих когерентного и некогерентного откликов к прямой регистрации оптических колебаний. Одно из главных приложений фемтосекундной оптической техники — спектроскопия быстро протекающих процессов. Сейчас это уже сформировавшаяся область со специфическими методическими приемами (эффективно используется как линейный, так и нелинейный отклики среды), с разнообразной экспериментальной техникой. В этом параграфе мы проиллюстрируем ее возможности на примере когерентной спектроскопии рассеяния света — варианте нелинейной лазерной спектроскопии, пожалуй, наиболее тесно связанном с волновой нелинейной оптикой [46, 58]. [c.146]

Компенсация термооптических искажений методами нелинейной оптики. Компенсация сложных и меняющихся во времени искажений волнового фронта может быть выполнена методами, основанными на эффектах нелинейной оптики, принципиально отличающихся от изложенных выше оптотехнических или связанных с изменением структуры материала. Сразу же заметим, что эти методы, в которых используется наводимое в среде полем световой волны изменение показателя преломления, наиболее эффективны применительно к излучению с значительной плотностью мощности (большей или равной 100 кВт/см2) требования к когерентности излучения также могут быть довольно жесткими. К настоящему времени известно несколько приемов компенсации искажений волнового фронта [c.139]

В Советском Союзе первым оптиком, который обратил внимание на голографию Габора и начал самостоятельные опыты по разработке более совершенных систем голографии, был Ю. Н. Денисюк. Своими экспериментами с липпмановскими эмульсиями в 1962 г. он утвердил совершенно новое, отличающееся от схемы Габора и Лейта прогрессивное направление в голографии, которое позднее получило широкое распространение. Голограмма, которую изобрел Денисюк, представляет собой трехмерную интерферограмму. Вследствие того, что волновой фронт в голографии Денисюка интерферирует с когерентным фоном по всей толщине эмульсии, эта схема с самого начала не дает взаимного наложения действительного и мнимого изображений. Толстослойная голограмма Денисюка восстанавливает только одно изображение предмета, а информация, которую [c.7]

При ограниченных размерах нелинейной среды и поперечного сечения светового пучка накачки наиболее интересен случай рассеяния назад,- когда усиливаемые упругая и световая волны распространяются навстречу и каждая из них обеспечивает положительную обратную связь для процесса параметрического усиления другой. Если когерентный падающий пучок пространственно неоднороден, т. е. его интенсивность не постоянна по поперечному сечению, то при ВРМБ происходит интереснейшее явление обращения волнового фронта, не имеющее аналога в классической оптике. Схема эксперимента по его наблюдению приведена на рис. 10.6. Волновой фронт интенсивного лазерного пучка, имеющего высокую направленность, существенно искажается поставленной на его пути фазовой пластинкой Я со случайными неоднородностями. Расходимость пучка возрастает при этом в десятки раз. Затем линза Л с большой апертурой, достаточной для того, чтобы перехватить весь расширенный пучок, направляет свет в кювету К, заполненную сероуглеродом или метаном при высоком давлении. Небольшая часть лазерного пучка отражается плоскопараллельной пластинкой, и его угловое распределение в дальней зоне регистрируется измерительной системой С1. Аналогичная система С2 регистрирует рассеянный назад свет, также прошедший через линзу Л и фазовую матовую пластинку Я. [c.500]

Область статистической оптики имеет свою богатую историю Многие фундаментальные статистические проблемы были решены еще в конце 19-го столетия применительно к акустике и оптике Рэлеем. Потребность в статистических методах в оптике исключительно возросла в связи со статистической интерпретацией квантовой механики, предложенной Борном. Введенная в 1954 г. Вольфом изящная и общая схема рассмотрения когерентных свойств волн явилась основой, которая позволила единым образом изучать многие важные статистические проблемы в оптике. Заслуживает также отдельного упоминания полуклас-сическая теория регистрации света, созданная Менделем, которая связала (сравнительно простым образом) статистические флуктуации классических волновых величин (поля, интенсивности) с флуктуациями, характерными для взаимодействия света с веществом. Хотя эта история еще далека от завершения, в отдельных последующих главах мы будем к ней возвращаться. [c.11]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...