Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Интерференция в диффузном свете. Спекл-интерферометрия. Опыт Берча-ТокарскогоНаличие зашумляющей изображение спекловой структуры является недостатком многих систем когерентной оптики. Однако спеклы нашли и полезное применение. Это обработка оптических изображений, регистрация смещений и деформаций диффузных объектов, астрономические исследования, связанные с изучением двойных звезд и измерением видимого диаметра звезды по пространственному спектру, создаваемому ею в присутствии атмосферной турбулентности спекл-структуры, измерение шероховатости и т.п. Многие из этих применений связаны с обнаруженной в опыте Берча и Токарского возможностью введения в оптику пространственной несущей частоты и связанной с ней техники фильтрации изображений. Рис. 8.20. Схема регистрации спекл-картины на фотопластинке Н Матовое стекло G освещают лазером и регистрируют спекл-структуру на фотопластинке. Спекл-структура в плоскости H характеризуется функцией f(ξ,η), описывающей распределение интенсивности света в этой плоскости. После проявления на кривой пропускания t фотопластинки имеется линейный участок AB (рис. 8.21). В случае использования матричного приемника также выбирается линейный участок. Рис. 8.21. Амплитудное пропускание негатива Эту область и стараются использовать. В этой области амплитуда t и интенсивность f(ξ,η), связаны линейным соотношением. Будем считать, что интенсивность f(ξ,η), такова, что амплитудное пропускание проявленного негатива не выходит из области линейности. Тогда амплитудное пропускание негатива можно записать где a, b - константы, зависящие от свойств используемой фотоэмульсии. Сделаем теперь не одну, а две одинаковые по времени экспозиции, сместив в промежутке фотопластинку. Регистрируемая интенсивность будет Так как смещение эквивалентно свертке с дельта-функцией. Регистрируемую интенсивность можно записать в виде Таким образом, если на фотопластинке высокого разрешения зарегистрировать два изображения одной и той же спекловой структуры (например от матового стекла) со сдвигом в пространстве на ξ0, то получится негатив с амплитудным коэффициентом пропускания вида где f (ξ,η) - распределение интенсивности в спекловой структуре; Пространственный спектр зарегистрированной картины будет иметь вид где F(u,v) - Фурье-образ функции, а u,v - угловые координаты в фокальной плоскости. При освещении негатива параллельным пучком лучей в фокальной плоскости линзы О можно получить изображение этого спектра. Член aδ(u,v) соответствует (если пренебречь дифракцией) изображению точечного источника, расположенного на бесконечности. Это изображение локализовано в фокусе F. Второй член представляет собой (умноженный на константу b) Фурье - образ F(u,v) функции f (u,v), модулированный функцией Диффузор f (u,v) имеет очень тонкую структуру, а поэтому его Фурье образ F(u,v) сильно растягивается в фокальной плоскости линзы О (рис. 8.22). Рис. 8.22. Спектр двух идентичных смещенных относительно друг друга спекл-структур Фурье-образ F(u,v), как и сама функция f (u,v) тоже описывает некую спекл - структуру. Если пренебречь изображением источника в фокусе F, то во всей остальной части фокальной плоскости интенсивность света с точностью до постоянного множителя будет равна. Таким образом, диффузный фон |F(u,v) | оказывается модулированным функцией описывающей полосы Юнга. Угловое расстояние между двумя соседними полосами равно λ/ξ0. Например, при смещении на 20 мкм угловое расстояние между двумя светлыми полосами составляет 1° 42'. Спекл-структура на негативе H состоит из мелких темных пятен, и, согласно теореме Бабине, ее спектр (всюду, кроме точки F) имеет тот же вид, что и спектр дополнительного непрозрачного экрана с малыми отверстиями на местах темных пятен. В рассмотренном выше мысленном опыте времена обеих экспозиций одинаковы и контраст полос Юнга максимален: т.е. минимальная интенсивность темных полос равна нулю.
|