Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Морозов А.М. -> "Оптические голографические приборы" -> 5

Оптические голографические приборы - Морозов А.М.

Морозов А.М., Кононов И.В. Оптические голографические приборы — М.: Машиностроение, 1988. — 128 c.
ISBN 5-217-00074-0
Скачать (прямая ссылка): opticheskiegalografitpribori1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 44 >> Следующая


Процесс получения интерференционной картины в оптике непосредственно связан с понятием голограммы, ибо голограмма является интерференционной картиной, которая зафиксирована в среде, чувствительной к свету.

Рассмотрим информационные возможности интерференционной картины. Будем считать, что на рис. 1 источни-

ками колебаний являются источники светового излучения. Интерференционная картина, которую создают в трехмерном пространстве эти два источника {Oi, О2), представляет 12

Рис. I. Интерференция волн от двух точечных источников и запись голографичес кого ПОЛЯ собой ряд гиперболоидов вращения, имеющих общую ось. Рассматривая распределение максимумов и минимумов на прямой, соединяющей источники, можно определить длину волны излучения, так как расстояние между максимумами (или минимумами) равно половине длины волны К/2.

Если рассматривать распределение энергии, например в направлении вектора Tиз точки О, то увидим, что расстояние между максимумами меняется по определенному закону. По этому закону (зная направление движения) можно определить расположение источников. Можно найти соотношение фаз, приходящих в некоторую точку колебаний, если известны расстояния от этой точки до источников колебаний. Так, для точки р соотношение фаз определяют расстояния OiP и POt.

Можно сказать, что в интерференционной картине содержится определенная фазовая информация, позволяющая определить расстояние от какого-то места этой картины до источников излучения.

Значения максимумов распределения поля в интерференционной картине позволяют оценить интенсивность излучения, а соотношение между максимумами и минимумами — когерентность.

Как видим, в интерференционной картине записана вся возможная информация об излучении, источников. Это и явилось тем фактором, который позволил голограммы, т. е. зафиксированные интерференционные картины, применить во многих устройствах и приборах,

Рассмотрим, каким путем можно извлечь всю эту информацию из интерференционной картины — голограммы. Можно провести микроанализ интерференционной картины с помощью различных методов, путем замеров определить распределение интенсивности. Подобные методы используют, когда голограмма применяется в интерферометрии, например при исследовании вибрации и малых перемещений.

Однако в большинстве случаев для извлечения информации из голограммы используют явление дифракции света, т. е. свойство светового пучка огибать препятствие, размеры которого соизмеримы с длиной волны светового излучения. Огибая такое препятствие, луч света меняет свое направление и рассеивается. В результате дифракции волновой фронт падающей волны изменяется таким образом, что свет, распространяющийся за препятствием, будет иметь качественно иной волновой фронт, распространяющийся в ином направлении. Таким образом, явление дифракции позволяет

!3 преобразовать один волновой фронт в другой, совершенно отличный от исходного. Иными словами, дифракция — это механизм, посредством которого можно создавать новый волновой фронт света.

Устройство, формирующее таким путем новый волновой фронт, называется дифракционной решеткой. В простейшем виде она представляет собой пластинку, на которую нанесены параллельные тонкие прямые линии (штрихи), расстояния между которыми соизмеримы с длиной волны л света.

Рис. 2. Дифракция и ютерференция плоских мли:

а — разложение пучка света при прохождении через дифракционную решетку; б — интерференция двух плоских волн, распространяющихся под одинаковыми

углами к оси Z

Если на пути пучка светового излучения с длиной волны и интенсивностью I поставить дифракционную решетку. то этот пучок света разложится на три пучка /ц, Zі и )'{ (рис. 2, а). Строго говоря, дифракционных пучков света может быть гораздо больше, но их интенсивность будет значительно меньше. При этом пучок /ц пройдет через дифракционную решетку без изменения направления, а пучки /| и !'{ отклонятся на угол <р, значение которого зависит от длины волны и шага решетки D. Пучок Iu называется пучком (или лучом) нулевого дифракционного порядка, пучки /' и !'{ называются пучками первого дифракционного порядка и содержат всю информацию о дифракционной решетке. В частности, по углу ф. зная длину волны, можно определить шаг решетки.так как D—k/(2 sin <р), а по отношению 1/1,) можно определить прозрачность решетки. 14 Нетрудно заметить, что рассмотренная дифракционная решетка выглядит точно так же, как интерференционная картина, получаемая при взаимном наложении двух плоских волн, падающих на экран под некоторым углом друг к другу (рис. 2, б).

Голограмма точечного источника. Предположим теперь, что источники излучения, представленные на рис. 1. находятся на столь большом расстоянии друг от друга, что при рассмотрении одного из них лучи света от другого можно считать параллельными и фронт волны —плоским. В этом случае образуется интерференционная картина, где интерференционные поверхности имеют вид параболоидов вращения. Поместив позади истечника фотопластинку и сфотографировав на нее интерференционную картину, после обработки фотопластинки получим негатив, представляющий собой систему концентрических окружностей (рис. 3, а). Рассматривая негатив, можно заметить, что при движении от центра расстояние между окружностями уменьшается. Такая система окружностей называется зонной решеткой (или зонной пластинкой) Френеля.
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 44 >> Следующая
Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed