Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
Один из подходов, а именно фотоэлектронный метод определения разностей в положении полос, использует голографическое 548 Гл. - 10. Области применения
устройство с двойной экспозицией и с двумя опорными пучками. В этом устройстве частота одного из восстанавливающих пучков сдвинута относительно другой на частоту ультразвука [16]. Такой частотный сдвиг модулирует координаты интерференционных полос при восстановлении голограммы, которые в свою очередь могут быть продетектированы с помощью фотодетектора, расположенного в плоскости изображения линзы, которая проецирует восстановленное изображение. В той точке изображения, восстановленного с дважды экспонированной голограммы, в которой оптические фазы в начальном и конечном положениях смещения полос равны соответственно Cp1 (х, у) и ср2 (х, у), фаза переменного сигнала будет пропорциональна выражению
Фі(*. У)—Ф2(*. y)+w(i)=0+w(i), (14)
где w(t) •—мгновенная фаза модулирующего сигнала в момент времени t, Если второй детектор поместить в точке с координатой х-\-Ах, то с него будет сниматься аналогичный сигнал, фаза которого изменяется во времени как
Cp1 (х+Ах)—Ф2(л;+Лл;)+0У(0=Ф'+0У^). (15)
Таким образом, мы видим, что оба сигнала одинаково изменяются во времени, но разность фаз Ф—Ф' = АФ равна разности фаз в интерференционной картине между точками х и х-\-Ах. Таким образом, разности временных фаз между двумя детектированными сигналами Ax в отдельности пропорциональны разностям пространственных фаз интерференционной картины в этих точках и связаны непосредственно с наклоном графика смещения между этими точками.
Преобразуя пространственную модуляцию дважды экспонированной голограммы во временную, можно точно установить координаты полос посредством измерения фазы (которое нужно выполнить очень точно) относительно фазы любой другой точки восстановленного изображения. В частности, для непосредственного измерения наклона смещения можно раздельно использовать два детектора, установленных на фиксированном расстоянии друг от друга; это существенный результат, поскольку прямое измерение наклона приводит к возрастанию точности измерений деформации.
10.4.5. Заключение
Голографическая интерферометрия по существу обеспечивает получение той же информации, что и обычные интерферограммы, а именно позволяет получать измерения в единицах длины волны света по изменениям оптического пути в процессе эксперимента. Однако по ряду причин в большинстве случаев ее практическое значение намного выше по сравнению с классическими методами. 10.4. Голографическая интерфером етрия
549
Там, где можно использовать классические интерферометры, голо-графические интерферометры могут решать те же задачи при апертурах гораздо больших, чем те, которые может обеспечить доступная по цене высококачественная оптика. В случае случайных и диффузных волновых фронтов голографические интерферометры могут работать при таких условиях, когда другие методы вообще не способны дать полезную информацию. Голография добавляет четвертое измерение (время) ко всей интерферометрии с методами одной и многократных экспозиций, которые доступны гологра-фисту. Наконец, многогранность и относительная простота голо-графического метода дает в руки любому, кому доступен лазер, очень мощный и тонкий инструмент измерения любых изменений, которые в эксперименте могут быть преобразованы в разности длин оптических путей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зайдель A. H., Малхасян Л. Г., Маркова Г. В., Островский Ю. И,— ЖТФ 1968, т. 38, с. 1824.
2. Abramson N., Appl. Opt., 13, 2019—2025 (1974).
3. Abramson N., Appl. Opt., 14, 981—984 (1975).
4. Abramson N., Appl. Opt., 15, 200—205 (1976).
5. Aleksoff С. С., Appl. Opt., 10, 1329-1341 (1971).
6. Bjelkhagen H., Appl. Opt., 16, 1727—1731 (1977).
7. Brandt G. В., Appl. Opt., 8, 1421—1429 (1969).
8. Brandt G. В., Taylor L. H., Proc. Symp. Eng. Appl. Holography, SPIE, Re-dondo Beach, Calif., February 1972.
9. Brandt G. B., Rozelle P. F., Patel B. R., в кн.: «The Engineering Uses of Coherent Optics», Cambridge Univ. Press, London and New York, 1976, p. 577—591.
10. Brandt G. B., Gottlieb M., Conroy J. J., J. Opt. Soc. Amer., 67, 1269—1273 (1977).
11. Briers J. D., Opt. Quantum Electron., 8, 469—501 (1976).
12. Brooks R. E., Heflinger L. 0., Wuerker R. F., IEEE J. Quantum Electron., QE-2, 275—279 (1966).
13. Brown G. M., Grant R. M., Stroke G. W., J. Acoust. Soc. Amer., 45, 1166— 1179 (1969).
14. Bryngdahl 0., J. Opt. Soc. Amer., 58, 865—871 (1968).
15. Collier R. J., Burckhardt С. B., Lin L. W., Optical Holography, Academic Press, New York, 1971. [Имеется перевод: Кольер P., Беркхарт К¦, Лин Jl. Оптическая голография.— M.: Мир, 1973.]
16. Dandliker R., Eliasson В., Ineichen В., Mottier F. M., в кн.: «The Engineering Uses of Coherent Optics» (ed. E. R. Roertson), Cambridge Univ. Pres, London and New York, 1976.
17. Ennos А., частное сообщение, 1977.
18. Holographic Nondestructive Testing (ed. R. K- Erf), Academic Press, New York, 1974. [Имеется перевод: Голографические неразрушающие исследования.— M.: Машиностроение, 1979.]
