Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Кольер Р. -> "Оптическая галография" -> 165

Оптическая галография - Кольер Р.

Кольер Р., Беркхарт К., Лин Л. Оптическая галография — М.: Мир, 1973. — 698 c.
Скачать (прямая ссылка): optikgalograf1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 159 160 161 162 163 164 < 165 > 166 167 168 169 170 171 .. 230 >> Следующая

wAwi ~ а (х) а* {х) {j0[^-D (х) (sin фі + sin^)]}2. (15.18)
Как видно из (15.18), темные полосы в наблюдаемой интерференционной картине поверхности, вибрирующей по синусоидальному закону, соответствуют нулям функции а светлые полосы соответствуют максимумам этой функции. Эти максимумы убывают при увеличении аргумента (см., например, фиг. 8 работы [15.16]), т. е. с ростом амплитуды колебаний D (х). Падение интенсивности ограничивает число полос, имеющих достаточный для наблюдения контраст 2).
г) Заметим, что J0 {z) = J0 {—z).
2) Контраст полос высоких порядков падает из-за шумов, уровень которых становится сравнимым с интенсивностью максимумов. Без учета шумов контраст полос любого порядка был бы постоянен и равен единице.— Прим. ред.
498
ГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ
ГЛ. 15.
Метод усреднения во времени позволяет с интерферометричес-кои точностью измерять амплитуды вибраций диффузии отражающих поверхностей. При этом отпадает необходимость в использовании каких-либо чувствительных приборов, находящихся в контакте с вибрирующей поверхностью. В противоположность методу, основанному на использовании фигур Хладни, в этом случае несущественна также и кривизна поверхности. Голографический метод применялся для изучения вибраций различных предметов, начиная от кристаллов кварца [15.17] и кончая деревянными пластинами, используемыми для изготовления скрипок [15.18]. Этот метод дает значительно больше сведений о неузловых участках поверхности, чем все ранее применявшиеся методы. Тем не менее метод усреднения во времени имеет ряд ограничений, что заставляет исследовать другие пути применения голографии для изучения вибраций. Одно из этих ограничений связано с падением контраста интерференционных полос, о чем мы уже говорили, второе — с невозможностью определения относительной фазы колебаний.
2. Интерферометрия вибрирующих поверхностей в реальном времени [15 6]
Исследование вибраций поверхности в реальном времени осуществляется следующим образом: получают голограмму неподвижного предмета, устанавливают проявленную голограмму в ее исходное положение и возбуждают вибрацию предмета. Глаз наблюдателя осуществляет в этом случае усреднение во времени интенсивностей последовательных интерференционных картин, образованных при интерференции света, как бы рассеянного неподвижным изображением, и света, рассеянного вибрирующим предметом. Рассмотрим точку А на мнимом изображении неподвижного предмета, восстанавливаемом при освещении голограммы исходной опорной волной. Пусть а (х) — комплексная амплитуда света, приходящего в точку наблюдения P из точки А. В любой момент наблюдатель, находящийся в точке Р, регистрирует интенсивность картины, возникающей при интерференции света от точки А мнимого изображения и соответствующей ей точки Аг реальной движущейся поверхности. Запишем комплексную амплитуду световой волны, приходящей в точку P из Л', в виде —а (х) ехр [ід (х, t)], где б (х, t) — разность фаз, обусловленная смещением D (х, і), определяется выражением (15.11). Тогда для интенсивности в момент t имеем
/ (х, t) = {а (х) — а (х) ехр [ід (х, t)]} X
X {а* (х) — а* (х) ехр [—io (х, t)]} = 2 | а (х) |2 [1—cos б (я, t)].
(15.19)
§ 4. ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ ВИБРИРУЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ 499
(Отрицательный знак возникает из-за того, что фаза восстановленной волны сдвинута относительно фазы реальной волны на я.) Усредняя по одному периоду колебаний, получаем
T
(/> = 2|а(^)|24- { [1—coso(;z, t)]dt = о
= 2 [а (я) I2-^ j [1 —cos6 (s, t)]d((ot) =
о
= 21 a (^) I2 Jl-J0 [-^ Z) (ж) (sin ^+ sin фе)]}, (15.20)
(см. (15.11) и [4.4]).
Поскольку интенсивность (I) в (15.20) падает до нуля только при D (х) = 0; контраст интерференционной картины, а следовательно, и число полос при наблюдении в реальном времени уменьшается.
3. Стробоскопическая голографическая интерферометрия
При стробоскопическом освещении поверхности вибрирующего предмета можно получить голографическую интерференционную картину, несущую информацию, которую нельзя получить методом усреднения во времени. Это видоизменение метода оказалось успешным.
Для наблюдения интерференционной картины в реальном времени получают голограмму неподвижной поверхности и после проявления возвращают ее в исходное положение. Затем возбуждают вибрацию поверхности и освещают ее во время каждого периода колебаний коротким световым импульсом [15.19, 15.33*]. Если импульс достаточно короткий, то этот метод эквивалентен методу голографической интерферометрии неподвижных объектов в реальном времени (см. § 1 настоящей главы). Однако световой импульс может освещать вибрирующую поверхность в различных фазах колебания, что дает возможность сравнивать положение поверхности в любой фазе колебания с положением ее неподвижного изображения. Так же как и в описанном выше методе реального времени, можно менять частоту колебаний и таким образом исследовать модовую структуру колебаний в широком диапазоне частот. Естественно, что в этом случае световые импульсы должны быть синхронизированы с колебаниями поверхности. Таким способом можно исследовать острые резонансы. Методы реального времени позволяют наблюдать изменение интерференционной картины при увеличении амплитуды вибраций от нуля до определенной
Предыдущая << 1 .. 159 160 161 162 163 164 < 165 > 166 167 168 169 170 171 .. 230 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed