Когерентность отраженного лазерного излучения

Когерентность отраженного лазерного излучения [c.170]

Теория показывает [52], что выходной сигнал лазерного локатора с когерентным детектированием принимаемого излучения должен испытывать заметные амплитудные флуктуации, обусловленные турбулентностью ат.мосферы и отражением зондирующего [c.242]

Для серийно выпускаемых пластин монокристаллического кремния изменение толщины составляет 0,3-Ь1 мкм на длине 1 см вдоль поверхности пластины. Подавление интерференции происходит, если на диаметре пучка (Л = 1,15 мкм) толщина кремниевой пластинки (п 3,54) изменяется на Д/г 0,08 мкм. Если диаметр пучка мал (например, 0,1 мм), это условие не выполняется, и влияние интерференции существенно. При большом диаметре пучка происходит усреднение экстремумов. Таким образом, при облучении неидеальной пластинки лазерным излучением с высокой временной когерентностью можно получить некогерентный режим, т. е. отсутствие интерференционных эффектов в отраженном и проходящем свете. [c.30]

Он представляет собой в простейшем случае два зеркала М и М расположенных по обе стороны активной среды А и обладающих высоким коэффициентом отражения (рис. 3.3). Ось резонатора 00 определяет направление распространения лазерного излучения. Возникший в активной среде каскад фотонов внутри резонатора многократно проходит через массу возбужденных атомов, образуя направленное вдоль оси мощное излучение. Именно вдоль этого направления выполняется условие генерации. Это излучение, кроме того, будет иметь высокую степень монохроматичности, так как оптический резонатор задерживает излучение внутри себя и тем самым как бы увеличивает время жизни излучателя, а следовательно и время когерентности. Распределение амплитуд и фаз на поверхности зеркал не является однородным. Для описания структуры светового поля вводят понятие моды. [c.32]

Интерферометр Фабри—Перо как резонатор лазера. Для получения эффекта генерации излучения, т. е. создания когерентного и направленного излучения, необходим оптический резонатор, настроенный на определенную длину волны. Он представляет собой ИФП с зеркалами сравнительно небольших размеров, между которыми помеш ается активная среда (см. 3). Часто одно из зеркал делают полупрозрачным, а другое — полностью отражаюш им. Коэффициент отражения R зеркал выбирается в зависимости от заданного усиления активной среды и может лежать в пределах 0,2—0,98. Чаще всего стремятся к увеличению параметра Rt. Лавина фотонов, возникающая в активной среде и увлекающая за собой все новые и новые порции фотонов, оказывается как бы зажатой между двумя зеркалами. В оптическом резонаторе происходит накопление электромагнитной энергии. Оптический резонатор определяет пространственную и временную когерентность лазерного излучения, а следовательно, существенно влияет на форму и ширину генерируемой спектральной линии. [c.128]

Использование когерентного излучения позволило создать принципиально новый метод проекционной микроскопии, основанный на применении квантовых усилителей света. Объект с помощью объектива освещается монохроматическим светом от лазера на парах меди. Отраженный от объекта свет проходит активную среду, усиливается и проектируется на экран. Когерентные микроскопы обеспечивают высокое пространственное разрешение (1 мкм при увеличении порядка 1000. .. 1500) при яркости изображения, недоступного обычным световым микроскопам. Особенностью микроскопа являются возможность фокусировки мощного лазерного излучения на любом элементе объекта и возможность осуществлять его коррекцию. [c.509]

В главах 1 и 2 книги содержатся сведения о турбулентных флуктуациях показателя преломления и методах теории распространения электромагнитных волн оптического диапазона в случайно-неоднородных средах. Специальный раздел посвящен методам решения задач на локационных трассах. В главах 3—6 излагаются результаты экспериментальных и теоретических исследований статистических характеристик поля пучков оптического излучения, распространяющегося в турбулентной атмосфере на связных трассах. Анализируются средняя интенсивность, когерентность, пространственно-временная структура флуктуаций фазы и интенсивности излучения, случайная рефракция оптических пучков в зависимости от турбулентности на трассе и параметров приемной и передающей оптических систем. В главах 7 и 8 рассматриваются результаты исследований распространения лазерного излучения на локационных трассах. Дается последовательный теоретический анализ влияния интенсивности турбулентности, свойств отражающей поверхности и параметров лазерного источника, отражателя и приемника на эффекты, обусловленные корреляцией встречных волн. Систематизируются результаты экспериментальных исследований распространения лазерного излучения на трассах с отражением в турбулентной атмосфере. В главе 9 описаны методы и аппаратура лазерного зондирования атмосферной турбулентности. [c.6]

Применение когерентного излучения позволяет эффективно использовать возможности оптических элементов как преобразователей спектра поступающего двухмерного сигнала и создавать принципиально новые методы контроля материалов и изделий. Исследуемая поверхность объекта освещается расходящимся лазерным пучком, структура которого формируется диффузной поверхностью. Пучок, отраженный от поверхности, фиксируется на фотопленке, установлен- [c.95]

Исторически лазерные локаторы с непрерывным режимом излучения и некогерентным детектированием отраженного сигнала были одними из первых. Однако затем они были вытеснены импульсными лазерными локаторами и лазерными локаторами с когерентным детектированием отраженного излучения. Несмотря на это, полезно кратко рассмотреть основные характеристики лазерных локаторов этого типа. [c.213]

I. В зависимости от характера взаимодействия излучения с веществом все спектры делятся на спектры поглощения, испускания, рассеяния и отражения (подробнее см. 9). В последнее время возникло подразделение еще на классическую спектроскопию (спектроскопия некогерентного излучения) и лазерную спектроскопию (спектроскопия когерентного излучения). [c.7]

Применение когерентного излучения позволяет эффективно использовать возможности оптических элементов как преобразователей спектра поступающего двухмерного сигнала и создавать принципиально новые методы контроля материалов и изделий. Исследуемая поверхность объекта освещается расходящимся лазерным пучком, структура которого формируется диффузной поверхностью. Пучок, отраженный от поверхности, фиксируется на фотопленке, установленной в плоскости Фурье. Если исследуемый объект - идеальное зеркало, то в плоскости Фурье будет наблюдаться нормальное распределение интенсивности света по Гауссу, так как структура представляет собой набор интерференционных картин, имеющих пространственную частоту, распределенную случайным образом. Отличие поверхности от идеальной будет определяться изменением спектра Фурье в зависимости от шероховатости объекта. Предлагаемый метод позволит получить интегральные характеристики больших поверхностей (до 10 см ). На результаты измерений не влияет волнистость поверхности. [c.509]

Полуклассическая теория, используемая в настоящей монографии, правильно и гораздо проще описывает нелинейные оптические эффекты исключением являются случаи, соответствующие настолько низким уровням интенсивности, что становятся существенными квантовые шумы. В этих случаях в полуклассической теории необходимо дополнительно учесть процессы спонтанного излучения, описанные выше в этом параграфе. При этом к когерентным полям добавляются поля со случайными фазами и с амплитудами, характерными для спонтанного излучения. Эти поля и являются шумовыми источниками , которые добавляются к классическим полям. Установление классического поля в лазере начинается с уровня этого шума. Фаза поля в лазерном типе колебаний априори неизвестна. По мере того как волна, распространяясь по образцу, нарастает и многократно возвращается обратно за счет отражения от зеркал, устанавливается определенная (но заранее неизвестная) фаза. По той же причине априори неизвестна и фага поля со стоксовой частотой в лазере, использующем вынужденное комбинационное рассеяние. [c.103]

Метод оптического гетеродинирования развивался в работах [1, 5, 6, 15] как для решения прямой задачи исследования особенностей когерентного приема лазерного излучения, прошедшего атмосферу, так и для решения обратной задачи определения параметров среды. В соответствии с использовавшейся геометрией размеш,ения приемника и передатчика основными являются две схемы экспериментов локационная, в которой передатчик и приемник находятся в одном и том же пункте, а световой пучок проходит трассу дважды за счет отражения, и связная, когда передатчик и приемник находятся на противоположных концах трассы. В качестве опорного (гетеродинного) излучения в локационной схеме часто используют часть выходного излучения пе-редаюш,его ОКГ, отводимую с помош,ью светоделителя, с после-дуюш,им сдвигом частоты за счет продольного или поперечного доплер-эффекта. Благодаря этому приему удается обеспечить необходимую когерентность сигнального и опорного пучков. [c.66]

Для шумовых импульсов важен весь круг вопросов, рассмотренных в предыдущих параграфах. Однако если для регулярных импульсов интерес представляет поведение огибающей и фазы, то в случае шумовых импульсов — статистические характеристики, в первую очередь такие, как средние интенсивность и длительность импульса, корреляционная функция и время корреляции. Выполненные к настоящему времени исследования в значительной мере решают проблему распространения шумовых импульсов в диспергирующих средах. Детальтю изучено распространение шумовых импульсов как во втором [31, 71], так и в третьем приближении теории дисперсии [201. Рассмотрены особенности расплывания импульсов многомодового лазерного излучения [72] и отражение шумового импульса от дифракционной решетки [73], проанализировано взаимное влияние неполной пространственной и временной когерентности при распространении импульса в диспергирующей среде [74]. Подчеркнем, что на основе пространственно-временной аналогии на шумовые импульсы могут быть перенесены результаты теории распространения частично когерентных пучков в линейных средах [16]. [c.63]

Лазерный локатор фирмы Ro kwell [58]. Для экспериментального исследования принципов когерентного детектирования отраженных лазерных сигналов фирмой Ro kwell (США) был создан лазерный локатор, работающий в непрерывном режиме на длине волны 10,6 мкм. С его помощью были исследованы флуктуации сигнала промежуточной частоты, вызванные атмосферной турбулентностью и отражением от цели, отношение сигнал/шум на выходе фотодетектора, эффекты обратного рассеяния зондирующего излучения в атмосфере, поляризационные характеристики отраженного излучения и ряд других вопросов. [c.237]

Условная оптическая схема приемного тракта лазерного локатора ESOR показана на рис. 7.12. Объект подсвечивался когерентным лазерным излучением. Отраженный сигнал коллимировался приемным телескопом и направлялся на акустооптический модулятор 4, в котором при помощи генератора 7 возбуждалась бегущая акустическая волна. Для детального ознакомления с принципами работы акустооптических модуляторов можно рекомендовать обзор [3]. Акустооптический модулятор работал в режиме брэгговского отражения, гак что направление вектора звуковой волны составля- [c.259]

Фотонно-лучевые источники. При лазерной обработке материалов изделие нагревается когерентным излучением. Лазерное излучение при попадании на поверхность твердого тела частично отражается. Интенсивность отражения энергии определяется значением коэффициента отражения, который зависит от рода материала и длины волны излучения. [c.19]

Оптическая голография, иногда называемая процессом восстанолз-ления волнового фронта, получила практическое применение с открытием лазера, явившегося интенсивным источником света, волны которого когерентны или находятся в фазе. Оптическая голограмма получается следующим образом лазерный луч направляется на предмет, и на фотопластинке регистрируются интерферен5а ионные картины, получаемые при взаимодействии световых волн, отраженных от предмета, с частью первичного лазерного излучения, служащего в качестве опорного луча. Хотя голограмма, полученная таким образом, кажется бессмысленной путаницей, в действительности она содержит в закодированной форме всю информацию, которую получил бы глаз, если бы он находился на месте фотопластинки. Код можно расшифровать, освещая голограмму другим лазерным лучом, который восстановит прежний вид объекта. [c.114]

На начальной стадии работ локатор был собран по схеме, показанной на рис. 6.1. Излучение лазерного передатчика на выходе второго каскада усиления 8 имело среднюю мощность около 1 кВт при ширине спектра всего 20 Гц за время измерения 50 мс. Такая высокая монохроматичность излучения передатчика была необходима для обеспечения эффективного когерентного (гетеродинного) детектирования отраженного от цели излучения. Лазерный пучок диаметром 4,5 см проходил через нутатор 7, расширялся стоявшим за ним телескопом 6 до диаметра 15 см и с помощью системы неподвижных зеркал 3 и поворотного зеркала 1 направлялся на цель. Расходимость зондирующего излучения не превышала 0,6. В качестве средства внешнего целеуказания для лазерного локатора использовался радиолокатор совместно с пассивным инфракрасным радиометром. Для облегчения поиска цели в поле ошибок целеуказания применялся телевизир 4. [c.229]

Лазерный локатор DREV [62]. В данном разделе будет рассмотрен лазерный локатор с когерентным детектированием отраженного излучения, в котором импульсный режим работы передатчика является принципиальным фактором. [c.244]

Интересными возможностями по измерению широкого набора малых газовых примесей обладает когерентный ЛП-лидар с дискретно перестраиваемыми по 70 переходам Р и R-ветвей лазером на СО2, в полосу генерации которого попадают линии поглош,ения более 30 газов и паров веществ, таких как NH3, СН4, С2Н6, О3, СО2, NO2, Н2О и др. Перестройка частоты излучения осуществлялась с помощью дифракционного ответвителя, в направлении первого порядка дифракции которого устанавливалось на пьезокерамике плоское зеркало. Программно-управляемыми колебаниями угла поворота и осевого смещения плоского зеркала достигались соответственно перестройка генерации по лазерным переходам и частотная модуляция в пределах каждого отдельно взятого перехода. Последнее обстоятельство обеспечивало эффект гетеродинных биений на разностной частоте опорного и рассеянного полей в случае внешнего отражения от неподвижного зеркала или топографического объекта. Достигнутая энергетическая чувствительность ЛП-лидара к когерентному внешнему сигналу составила примерно 10- 2 Вт-Гц /2 что в среднем на порядок величины превышает чувствительность внерезонаторного гетеродинного приема. Дополнительный выигрыш в спектральной чувствительности, как уже отмечалось, может быть достигнут при использовании одновременной генерации на двух конкурирующих переходах, что иллюстрируется рис. 6.9 [48]. [c.220]

Два излучателя звука работают от одного и того же генератора и поэтому излучают когерентные звуковые пучки. Один из них проходит через исследуемый объект и при этом создает волну от объекта. Другой посылает сравнительную волну. Волна от объекта и сравнительная волна накладываются на поверхности жидкости с подходящими значениями поверхностного натяжения и вязкости в кювете со звукопроницаемым дном, образуя интерференционную картину. Соответствующее распределение интенсивности звука деформирует поверхность жидкости согласно локальному давлению излучения звука. Для восстановления изображения этот рельеф освещается лазерным светом. Рельеф представляет собой фазовую голограмму для работы в режиме отражения и благодаря дифракции восстанавливает оптическую волну от объекта, давая тем самым трехмерное изображение прозвучиваемого объекта (лазерный свет, не подвергшийся дифракции, дифрагмируется). [c.316]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...