Длина - когерентность - источник
Cтраница 1
 |
Схема голографирования сцены с большой глубиной.| Голографическая схема для записи отражательных голограмм. [1] |
Длина когерентности источника ограничивает глубину голографируемой сцены. Глубина отражающего предмета не может быть больше, чем половина длины когерентности лазера. [2]
Такое жесткое условие на длину когерентности источника накачки характерно только для генераторов с замкнутыми ( кольцевыми либо линейными) резонаторами. [3]
Ограничения на глубину объекта, накладываемые длиной когерентности источника, также устраняются, поскольку волна от каждой точки объекта когерентна с соответствующей частью сформированной опорной волны. Однако, если длина когерентности источника очень мала, ограничения на глубину объекта будут аналогичны тем, которые имеют место при записи на одну и ту же регистрирующую среду многих голограмм, а именно их число равно глубине объекта, деленной на длину когерентности источника. [4]
Среднее расстояние, в пределах которого гребни волны сохраняют шаг, определяется длиной когерентности источника, излучающего эту волну. [5]
При восстановлении такой голограммы когерентным излучением наблюдаемые изображения обладают характерным для голографии свойством объемности, при этом глубина восстановленного изображения ограничивается только длиной когерентности источника, применяемого при регистрации. [6]
В случае трехмерных объектов проверка равенства длин оптических путей опорного и объектного пучков играет даже еще более важную роль, чем для прозрачных объектов, в связи с тем что наличие третьего измерения ( глубины объекта) может вывести некоторые участки объекта за пределы длины когерентности источника света. Поскольку объекты имеют глубину, компенсация может быть только компромиссной, при этом та точка на объекте, для которой компенсация является точной, выбирается из условия получения максимального общего контраста интерференционной картины. Например, в интерферометрии с усреднением по времени самый низкий контраст полос наблюдается в тех участках, где амплитуда вибрации больше всего. По возможности нужно стараться строить эксперимент так, чтобы этим участкам соответствовала нулевая разница оптических путей объектного и опорного пучков. [7]
Ограничения на глубину объекта, накладываемые длиной когерентности источника, также устраняются, поскольку волна от каждой точки объекта когерентна с соответствующей частью сформированной опорной волны. Однако, если длина когерентности источника очень мала, ограничения на глубину объекта будут аналогичны тем, которые имеют место при записи на одну и ту же регистрирующую среду многих голограмм, а именно их число равно глубине объекта, деленной на длину когерентности источника. [8]
Как правило, обычная интерферометрическая техника использует высококогерентные источники излучения, обладающие значительной длиной когерентности. Необходимость выполнения этого условия обусловлена требованием, чтобы длина когерентности источника излучения была больше, нежели разница в длинах плеч интерферометра. В результате такая измерительная техника оказывается, главным образом, предпочтительной для проведения измерения произошедших изменений оптических длин плеч интерферометров. В случае, когда возникает необходимость проведения измерения абсолютных значений оптической длины, когерентные методы измерений оказываются ограниченными или вовсе неприемлемыми, поскольку они не в состоянии обеспечить стабильность нулевой точки, от которой берет начало отсчет большого числа интерференционных полос. Поэтому, если происходят даже кратковременные отключения или скачки напряжения в электрической сети или скачки оптической мощности излучения, в измерении времени задержки излучения между плечами интерферометра произойдет сбой, обусловленный нарушениями в определении начала отсчета интерференционных полос. Поэтому в любом высококогерентном интерферометре начало проведения измерений длины всегда сопряжено с его предварительной калибровкой. [9]
Эти два фактора жизненно важны для успешной голографической записи, поскольку длина когерентности источника накладывает ограничение на размеры объекта, которые можно записать, и устанавливает точность, с которой должна быть измерена длина оптического пути. Существует очень простой способ измерения обоих этих важных параметров. Лазерный пучок направляется через светоделитель и отражается назад от зеркал, находящихся на одинаковых расстояниях от светоделителя. [10]
Кроме того, синтезированные голограммы используются в задачах пространственной фильтрации, когда изготовление фильтров оптическими методами вызывает затруднения. Искусственные голограммы могут применяться для синтеза изображения сцен, глубина которых превышает длину когерентности источника. При реконструкции к источнику света предъявляются гораздо меньшие требования. [11]
Импульсные лазеры, если не приняты специальные меры, обладают меньшей пространственной и временной когерентностью, чем большинство непрерывных лазеров. В большинстве голографи-ческих микроскопов при формировании объектного и опорного пучков полезно иметь амплитудное деление волнового фронта, при условии что разностью длин путей объектного и опорного пучков от светоделителя до пленки можно будет управлять, делая ее меньше, чем длина когерентности источника света. Поскольку голограмма должна иметь максимально достижимый контраст интерференционных полос, комплексная степень когерентности должна быть максимальной в отсутствие посторонних источников шума. [12]
Ограничения на глубину объекта, накладываемые длиной когерентности источника, также устраняются, поскольку волна от каждой точки объекта когерентна с соответствующей частью сформированной опорной волны. Однако, если длина когерентности источника очень мала, ограничения на глубину объекта будут аналогичны тем, которые имеют место при записи на одну и ту же регистрирующую среду многих голограмм, а именно их число равно глубине объекта, деленной на длину когерентности источника. [13]
Такому условию удовлетворят только точки экрана, находящиеся в пределах некоторого диапазона ef, определяемого тем, что путь аес меньше пути adc на величину L, а путь afc на ту же величину больше. Точки экрана, находящиеся вне этого диапазона, интерференционной картины не образуют и, следовательно, на голограмме не записываются. В результате наблюдатель, рассматривающий реконструированное голограммой изображение, увидит светящуюся траекторию луча e f, длина которой находится в соответствии с длиной когерентности источника излучения. Более подробное рассмотрение показывает, что когерентные свойства источника излучения отражаются не только на длине светящейся траектории; оказывается, что распределение яркости излучения вдоль траектории моделирует так называемую функцию временной когерентности источника. [14]
Страницы: 1