Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Априль Ж. -> "Оптическая голография " -> 51

Оптическая голография - Априль Ж.

Априль Ж., Арсено А., Баласубраманьян Н. Оптическая голография — М.: Мир, 1982. — 736 c.
Скачать (прямая ссылка): opticheskayagalografiyat21982.djvu
Предыдущая << 1 .. 45 46 47 48 49 50 < 51 > 52 53 54 55 56 57 .. 143 >> Следующая


[ = (year)2 + а'- + усага' {ехр і (Дфа + Фг~Фс)+ + ехр[-і(Д-ри + фг-фс)]Ь (2)

Преобразуя это выражение, его можно привести к косинусному распределению интенсивности:

Это выражение показывает, что интенсивность света изменяется по косинусу с оптической разностью фаз Дфа, причем относительная глубина модуляции имеет вид

Из выражения (3) следует, что интенсивность света на выходе любого голографического интерферометра, работающего в реальном времени, содержит член, который зависит от разностей фаз, вводимых в любой пучок, падающий на голограмму в промежутке времени между этапами записи и восстановления. Этот член добавляется к тем изменениям интенсивности, которые связаны непосредственно с интенсивностями самих пучков. В действительности различия между объектным, опорным и восстанавливающим пучками в голографической интерферометрии не играют никакой роли, поскольку при суперпозиции голографического и объектного волновых фронтов изменение фазы А<р(х, у) любого из них даег одну и ту же интерференционную картину.

До тех пор пока с голограммы можно восстановить один из волновых фронтов, записанных на ней, она представляет собой совершенный интерферометрический элемент, поскольку при восстанов-. лении в точности воссоздается изменение амплитуды или фазы поперек волнового фронта. Глубина модуляции, определяемая выражением (4), имеет большое практическое значение, ибо от нее

1=(у саг)г+а'2+2(у сага') соз(Афа+фг—фе).

(3)

FMOA = 2cara'/[(vca0a + a'2].

(4)

5* 508 Гл. , 10. Области применения

зависит, насколько четко видны интерференционные полосы и сколь точно можно измерить их положение. Глубина модуляции, а следовательно, и контраст полос максимальны, когда амплитуда восстановленного изображения (пропорциональная величине year) равна амплитуде а' на освещенном изображении, пропущенном через голограмму. На практике в голографической интерферометрии в реальном времени максимальный контраст полос поддерживается фильтрацией объектного и восстанавливающего пучков, так чтобы восстановленное изображение и объект имели одинаковую яркость. Поскольку для большинства голограмм дифракционная эффективность не превышает 10% [т. е. в выражении (1) величина уаг<.0,1], эта операция состоит в уменьшении освещенности объекта и увеличении интенсивности восстанавливающего пучка во время работы. Очевидно, что высокая эффективность восстановления весьма полезна для исследований в реальном времени.

Применение методов двойной экспозиции или множества голограмм позволит использовать аналогичный анализ, для того чтобы предсказать интенсивность света в голографической картине восстановленного изображения. В этих случаях дифракционная эффективность обоих голографических изображений одинакова, из чего следует, что контраст полос в интерферограммах с двойной экспозицией равен приблизительно 100%. Поскольку контраст полос при голографировании методом двойной экспозиции не зависит от параметров записи голограммы и общей эффективности восстановления, во многих случаях применение этого метода значительно облегчает работу по сравнению с интерферометрией в реальном времени.

В голографических интерферометрах в отличие от классических интерференционные полосы формируются, даже если волновые фронты объектных пучков испытывают очень сложные пространственные изменения фазы. Поэтому голографическая интерферометрия позволяет изучать (с интерферометрической ""точностью) диф-фузно отражающие или пропускающие объекты, которые просто невозможно приспособить к классическим интерферометрам. Такая гибкость представляет собой лишь одно из уникальных преимуществ голографического подхода в интерферометрии.

10.4.1.2. Время как четвертое измерение

в голографической интерферометрии

Классические интерферометры являются по существу устройствами, работающими в реальном времени, поскольку различные оптические элементы, входящие в их состав, зафиксированы, а запись в эксперименте производится лишь на выходе. Со времени получения первых экспериментальных результатов по голографической интерферометрии в режиме усреднения по времени [32] 10.4. Голографическая интерфером етрия

509

были разработаны и некоторые другие методы, в том числе метод двойной экспозиции, стробоскопический метод, а также методы работы в режиме одиночного импульса и многократных импульсов [1, 5, 26, 31, 441. Когда голограмма экспонируется, а затем обрабатывается на месте или перемещается сразу после обработки, она действует как комбинация светоделителя и формирователя волнового фронта; при этом, поскольку непосредственно сравниваются два волновых фронта в реальном времени, такая схема почти полностью аналогична классическому интерферометру. Единственное, чем отличается голографическая интерферометрия от классической,— это тем, что она использует время как четвертое измерение.

Дважды экспонированный на одной пластинке тест-объект восстанавливается как два независимых волновых фронта, и, таким образом, одна голограмма после восстановления может действовать как полный интерферометр. Многократное экспонирование голограммы дает тот же эффект, что и двойное, с той лишь разницей, что в первом случае экспозиция синхронизуется с временными изменениями изучаемого объекта. В частности, если стробоскопический голографический интерферометр синхронизован с периодом вибраций тест-объекта, то при этом на кадрах наблюдаются амплитудные значения сдвига для данного типа вибрации, если период и фаза стробирующего импульса выбраны так, что экспозиции приходятся на максимум и нуль цикла вибрации. Многократное экспонирование с переменной фазой действует так же, как и многолучевая интерферометрическая схема, в которой различные вклады суммируются с разными фазами, а результат представляет собой среднеквадратичное значение этих сумм. В этом примере интенсивность полос интерференционной картины является функцией среднего фазового изменения на голограмме за время экспозиции. Если эти фазовые изменения случайны и некоррелированы, то голограмма не получается. Коррелированные фазовые изменения, например создаваемые синусоидальным или линейным движением объекта во время экспозиции, приводят к интерференционным картинам, которые можно предсказывать [24, 44]. При этом восстановленное с голограммы изображение, вообще говоря, является функцией временной когерентности света и может быть использовано как мера этой когерентности.
Предыдущая << 1 .. 45 46 47 48 49 50 < 51 > 52 53 54 55 56 57 .. 143 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed