Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
10.4.3.5. Стробоскопические методы
Стробоскопическая голография рассматривается как частный случай голографии с изменением функции освещения во времени [5], но в своем наиболее простом воплощении она практически эквивалентна голографии двух экспозиций. Обычно стробоскопические методы применяются в голографии так же, как и в обычной стробоскопии, а именно освещение должно быть импульсным и иметь частоту повторения импульсов, совпадающую с частотой вибрации объекта, при этом длительность импульса должна быть достаточно мала, чтобы объект не смазывался. Стробоскопические методы очень полезны при голографических исследованиях ви-10.4. Голографическая интерфером етрия 537
Рис. 8. Дважды экспонированная строооскопическая голограмма той же группы лопаток, вибрирующих на той же моде, что и лопатки на рис. 7. Сечения изолиний и контраст полос устанавливались при стационарном положении лопаток, а экспозиция осуществлялась с помощью стробирующего импульса, включавшегося так, что свет от лазера поступал в систему, когда цикл вибраций достигал максимума.
брации в реальном времени с целью определения относительных фаз движения в сложных модах колебаний структуры. Если частота повторения стробирующих импульсов в интерферометре, работающем в реальном времени, слегка отличается от частоты вибрации, то интерференционные полосы перемещаются в направлении к максимумам интенсивности и от них с частотой, равной разностной частоте. Стробоскопия в реальном времени очень полезна для просмотра всего набора мод, однако при этом желательна непрерывная запись; в этом случае стробоскопические голограммы двух экспозиций являются важным дополнением к исследованиям с помощью голограмм с усреднением по времени.
6 Mi, 1866538 Гл. , 10. Области применения
При изготовлении стробируемых голограмм двух экспозиций частота стробирующих импульсов подбирается таким образом, чтобы она равнялась частоте исследуемого периодического движения, а фаза стробирующего импульса выбирается такой, чтобы движение регистрировалось в желаемый момент времени. Интервал между стробирующими импульсами нельзя сделать сколь угодно
Лазерный, пичок
Модулированный, лучок
Ceemodamimemi и расширители, пучка
Голограмма.
Задающий Усилитель
генератор мощности
Испытуемые турбинные лапатий
Рис. 9. Схема стробоскопического голографического эксперимента.
коротким, поскольку это может привести к чрезмерному увеличению времени экспозиции голограммы; в этом смысле лучший результат достигается, когда импульсы выбираются умеренной длительности (примерно 10—15% интервала между импульсами), а фазу выбирают таким образом, чтобы импульсы синхронизовались при максимальном значении амплитуды вибрации. На рис. 8 приведен пример голограммы двух экспозиций; в этом случае исследовался тот же объект, что и на голограмме с усреднением по времени, показанной на рис. 7. Здесь, поскольку со стационарным состоянием сравнивается только крайняя точка движения, каждая интерференционная полоса соответствует непосредственно равным приращениям амплитуды вибраций и каждый порядок полосы имеет одинаковые яркости и контраст. При тех исследованиях, когда желательно получить количественные данные о характере движения, эти голограммы наиболее удобны, поскольку они не требуют коррекции с учетом функций Бесселя, как в случае голограмм с усреднением по времени. На рис. 9 представлена схема10.4. Голографическая интерферометрия
539
типичного голографического эксперимента с применением стробоскопического метода.
Стробоскопическую модуляцию лазерного пучка можно получить, используя механическое прерывание вплоть до частот порядка 10 кГц. Такие частоты можно получить, фокусируя пучок в точечную диафрагму на диске обтюратора, имеющего умеренные размеры и доступные скорости вращения. С помощью таких обтюраторов трудно регулировать частоту и особенно фазу вращения относительно управляющего сигнала. Более удобны электронные средства модуляции. Можно использовать электрооптический модулятор, но он требует высоких управляющих напряжений и наличия второго поляризатора. Потери света в таких модуляторах обычно велики. Сейчас широкое распространение получили относительно недорогие акустооптические модуляторы, использующие дифракцию Брэгга. В качестве носителя информации в них можно использовать либо непосредственно часть недифрагированного пучка, либо часть света перераспределить в единственный брэггов-ский дифракционный порядок и направить его под углом к неди-фрагированному пучку. Недостатком первого режима работы является ограничение контраста между включенным и выключенным состояниями величиной 10 : 1, а достоинством — минимальные потери света и минимальный сдвиг пучка. Второй режим (брэггов-ский) обеспечивает хороший контраст, но требует переюстировки оптики в промежутке между включенным и выключенным состояниями. Главный недостаток схемы с использованием недифрагированного пучка можно смягчить, если использовать более чем одно прохождение света через ячейку, причем с пространственной фильтрацией промежуточных прохождений ПО].