Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Простейшим устройством для получения пучков с различным отношением интенсивностей является зеркало, на которое нанесено отражающее покрытие в виде круга с монотонно изменяющимся по азимуту коэффициентом отражения. Для получения необходимого отношения интенсивностей пучок должен попадать на определенный участок посеребренной поверхности. Очевидный недоста-
§ 4. РАЗДЕЛЕНИЕ И ОСЛАБЛЕНИЕ ЛАЗЕРНОГО ПУЧКА 193
ток такого устройства заключается в наличии градиента коэффициента отражения, что приводит к неоднородности деления по сечению пучка.
Наиболее совершенным является поляризационный светоделитель, изготовленный из материала, обладающего двойным лучепреломлением, например кальцита или кристаллического кварца. В качестве примера на фиг. 7.16 изображена схема, в которой светоделителем служит призма Фостера — Сили [7.12]. С помощью
Полуволновая
пластинна А .
От П ¦
О *
лазера
Лризма Фостера-Сили В
О
Полуволновая пластинна С L
О
Необынновенный луч
Обынновенный луч
ФИГ. 7.16. Поляризационный светоделитель на ос-
нове призмы Фостера — Сили.
полуволновой пластинки А можно произвольно изменять направление линейной поляризации лазерного пучка, падающего затем на призму Фостера — Сили В. Призма вырезана и посеребрена таким образом, что необыкновенный луч, поляризованный перпендикулярно плоскости чертежа, проходит через нее без изменений, а обыкновенный луч, поляризованныый параллельно плоскости чертежа, испытывает преломление и отражение и выходит из призмы под углом 90° к необыкновенному лучу. Поворачивая пластинку Л, можно получить любое отношение интенсивно-стей выходящих из призмы пучков. Неподвижная полуволновая пластинка С изменяет направление поляризации обыкновенного луча так, чтобы оба луча были поляризованы перпендикулярно плоскости чертежа, как требуется в большинстве случаев. Полуволновые пластинки можно заменить компенсаторами или электрооптическими кристаллами. Такие светоделители можно использовать для света с любой длиной волны. Электрооптические кристаллы дают возможность изменять отношение интенсивностей пучков с помощью электрического поля.
Если из двух пучков в дальнейшем используется только один, то светоделитель в этом случае работает как аттенюатор. Однако
13-0990
194
ИСТОЧНИКИ СВЕТА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
ГЛ. 7.
более экономично для ступенчатого ослабления использовать нейтральные фильтры, а для плавного — две поляризационные призмы или два поляроида.
Имеется два типа нейтральных фильтров, а именно фильтры, ослабляющие интенсивность излучения за счет поглощения и за счет отрая^ения части энергии. Фильтры первого типа обычно используются для ослабления излучения небольшой мощности, примерно до 1 Вт/см2. Интерференция, обусловленная многократными отражениями между поверхностями фильтра, устраняется благодаря поглощению. При более высокой мощности излучения в фильтре такого типа будет выделяться большое количество тепла, что может привести к его повреждению.
§ 5. Роль механической стабильности в получении голограмм
Значение наибольшей пространственной частоты интерференционной картины, регистрируемой на голограмме, определяет, с какой точностью положение светочувствительного материала относительно этой картины должно оставаться неизменным. Будем считать, что интерференционная картина неподвижна. При получении голограмм в большинстве случаев наименьшее расстояние между полосами приблизительно равно длине волны используемого света. Отсюда следует, что за время экспозиции сдвиг фотоматериала не должен превышать долей длины волны. В лабораторных условиях достичь такой стабильности нетрудно, если для крепления фотоматериала применить сконструированный должным образом держатель. Что же касается получения стабильной интерференционной картины, то эта задача несравненно сложнее. Создание стабильной интерференционной картины — традиционная проблема прецизионной оптической интерферометрии.
Неподвижность интерференционной картины обеспечивается тщательным и надежным креплением на массивной оптической скамье или столе оптических элементов, включая предмет, источник света и фотоматериал. Нередко используются столы из гранита, бетона, стали или алюминия, вес которых достигает нескольких тонн. Большая масса необходима для того, чтобы сделать собственную частоту колебания стола (около 1 Гц) много меньше частот колебаний здания. Защитить оптический стол от вибраций здания можно, поместив стол в ванну с песком, или с помощью системы пневматических амортизаторов. Например, недорогая система амортизаторов состоит из нескольких автомобильных камер, наполненных воздухом при низком давлении. Другим примером может служить более дорогостоящая система на воздушной подушке.
§ 6. ИСТОЧНИКИ СВЕТА ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ 195
Возмущения окружающего воздуха, имеющие как акустический, так и тепловой характер, также могут явиться причиной нестабильности интерференционной картины. Избавиться от них значительно труднее, чем от механических вибраций. В связи с этим во время экспозиции лучше выключать кондиционеры и вентиляторы. Источники тепла, например лампы накаливания и электрическое оборудование, должны быть по возможности заранее удалены от оптической установки. Чтобы уменьшить влияние указанных факторов, оптическую длину пути пучков, особенно между светоделителем и голограммой, делают как можно меньше.
