Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Кольер Р. -> "Оптическая галография" -> 119

Оптическая галография - Кольер Р.

Кольер Р., Беркхарт К., Лин Л. Оптическая галография — М.: Мир, 1973. — 698 c.
Скачать (прямая ссылка): optikgalograf1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 113 114 115 116 117 118 < 119 > 120 121 122 123 124 125 .. 230 >> Следующая

ЗАЩИТА ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
363
Для пространственной фильтрации и одновременного расширения пучков света от лазеров непрерывного действия применяются положительные линзы в сочетании с проделанными в металлических пластинках точечными отверстиями (фиг. 7.15). Положительные линзы используются для расширения пучков импульсных лазеров только в том случае, если точно известно, что пиковая интенсивность в фокальной точке лежит ниже порога пробоя воздуха /ь = 7 •1O11 Вт/см2 [11.17]. Зная пиковую интенсивность I1 импульсного лазера и полуширину пучка W1 в передней фокальной плоскости положительной линзы, можно вычислить ее наименьшее допустимое фокусное расстояние.
Считая линзу идеальной (т. е. учитывая только дифракцию) и предполагая, что пучок характеризуется гауссовым распределением интенсивности, можно, воспользовавшись выражением (7.46), получить полуширину пучка в задней фокальной плоскости:
-2 = ^, (11-18)
где / — фокусное расстояние, а А, — длина волны. Если свет проходит через линзу без потерь, то пиковая интенсивность излучения в задней фокальной плоскости линзы определяется следующим образом:
где использовано соотношение (11.18). Полагая I2 = 1ъ = = 7-1011 Вт/см2, найдем по полученной формуле минимально допустимое фокусное расстояние /т линзы:
Пиковая интенсивность I1 излучения одночастотного лазера определяется формулой (11.1):
Взяв типичные для излучения одночастотного лазера значения величин H = 25 мДж, W1 = 0,5 мм и A^ = 15•1O-9 с, находим, что I1 = 3,3•1O8 Вт/см2, a fm = 24,5 мм. Подставляя значение fm вместо / в (11.18), получаем, что минимальный диаметр 2w2 пучка составляет 22 мкм. Пучок такого диаметра сможет пройти через сапфировую диафрагму диаметром 30 мкм, показанную на фиг. 11.5. (Сапфир разрушается излучением примерно той же интенсивности, что и рубин.) Чтобы предотвратить пробой воздуха на выходе рубинового усилителя, т. е. там, где пиковая интенсивность больше, обычно применяют отрицательную линзу, расширяющую пучок.
364 ГОЛОГРАФИЯ С ИМПУЛЬСНЫМИ ЛАЗЕРАМИ ГЛ. 11.
Используемые при получении голограмм зеркала и светоделители тоже должны быть защищены от повреждений пучками света высокой интенсивности. Порог разрушения зеркал и светоделителей с металлическим покрытием составляет всего лишь 106 Вт/см2у так что эти элементы могут быть повреждены нерасширенным пучком света за один импульс. Диэлектрические зеркала, как указывалось выше, обладают гораздо более высоким порогом разрушения и могут выдерживать интенсивность света, идущего непосредственно от лазера. Однако очень важно сохранять эти зеркала в чистоте. Пылинки и другие частицы органического происхождения, попавшие на поверхность зеркала, могут снизить порог разрушения до уровня 106 Вт/см2 и ниже.
Порог разрушения фильтров из цветного стекла и диэлектрических интерференционных фильтров примерно такой же, как и оптических стекол и диэлектрических зеркал. Однако нейтральные фильтры, использующиеся в работе с лазерами непрерывного действия, часто изготавливаются из органических материалов и не годятся для работы с импульсными лазерами. Недавно получили распространение стеклянные нейтральные фильтры, которые выдерживают излучение с интенсивностью примерно до 3•1O5 Вт/см2.
§ 6. Установки для получения голограмм с импульсными лазерами
Хотя замена лазера непрерывного действия импульсным не вызывает принципиальных изменений в схеме получения голограмм, в этом случае возникают некоторые специфические особенности, обусловленные меньшей длиной когерентности импульсного лазера и большим разнообразием объектов, голографирование которых стало возможным благодаря уменьшению времени экспозиции.
1. Применение многомодового импульсного лазера
Многомодовые рубиновые лазеры, как обычные, так и с модулированной добротностью, были первыми импульсными источниками света, примененными в голографии, и до сих пор широко используются для получения голограмм освещенных на просвет прозрачных предметов. Голографируемыми предметами в этом случае могут быть кюветы с газами или жидкостями, прозрачные тела или силуэты непрозрачных тел. В любом таком случае угол рассеяния пучка, освещающего предмет, невелик. Если в отсутствие предмета достигнута высокая степень взаимной когерентности опорного и предметного пучков по всей плоскости голограммы, то введение любого из указанных предметов не вызовет значитель-
УСТАНОВКИ C ИМПУЛЬСНЫМИ ЛАЗЕРАМИ
365
ного изменения взаимной когерентности пучков. В установке, разработанной Бруксом и др. [11.18], требования к когерентности удовлетворяются, даже если предметы освещаются через диффузный экран (фиг. 11.7). Как мы видели в гл. 8, § 2, диффузное освещение желательно, если наблюдение мнимого изображения будет производиться непосредственно глазом (фиг. 8.13).
ФИГ. 11.7.
Схема получения голограммы предмета, диффузно освещенного на просвет мно-гомодовым лазером. (По Бруксу и др. [11.18].)
Рассмотрим оптическую установку, изображенную на фиг. 11.7, не принимая во внимание объект, который, по нашему предположению, рассеивает свет под малыми углами. На светоделителе, расположенном в левом верхнем углу фиг. 11.7, происходит амплитудное деление волнового фронта многомодового лазерного пучка на две части. Роль остальных элементов схемы сводится к обеспечению того, чтобы каждая пара лучей из соответственных точек поделенных волновых фронтов прошла равные оптические пути от светоделителя до голограммы. В плоскости голограммы лучи из каждой пары интерферируют друг с другом, но не с другими лучами. Таким образом, несмотря на низкую степень пространственной или временной когерентности излучения лазера, на голограмме регистрируются полосы высокой видности.
Предыдущая << 1 .. 113 114 115 116 117 118 < 119 > 120 121 122 123 124 125 .. 230 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed