Статистические свойства спекл-полей : Применения в фотометрии и задачах механики движения тел

• Автор: Попов, Иван Акиндинович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 247 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАССЕЯННОГО НА ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТИ КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ. ОБЗОР
1.1. Статистические характеристики нормально развитой
спекл-картины
1.2. Статистические свойства динамических спекл-картин
1.3. Влияние частичной когерентности освещающего пучка на флуктуационные характеристики рассеянного излучения
1.4. Влияние малого числа рассеивателей на статистические характеристики рассеянного когерентного излучения
1.5. Влияние усредняющего действия приемной апертуры на
величину флуктуаций рассеянного когерентного излучения
1.6. Корреляционные характеристики излучения, прошедшего через объемный рассеиватель
Выводы
Глава 2. МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАССЕЯННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
2.1. Измерение параметров лазерных пучков
2.2. Фотоприемные устройства рассеянного лазерного излучения
2.3. Измерение спектра мощности и корреляционной функции флуктуаций интенсивности рассеянного когерентного излучения
2.4. Измерение функции распределения плотности вероятностей и дисперсии флуктуаций интенсивности рассеянного когерентного излучения
2.5. Измерение индикатрис силы света рассеянного лазерного излучения
Выводы
Глава 3. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАССЕЯННОГО КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В РАМКАХ МОДЕЛИ НОРМАЛЬНО РАЗВИТОЙ СПЕКЛ-КАРТИНЫ
3.1. Корреляционные характеристики когерентного излучения,

однократно рассеянного в объеме.
3.2. Корреляционные характеристики когерентного излучения, рассеянного на шероховатой , в среднем неплоской ,поверхности.
3.3. Статистические характеристики флуктуаций интенсивности излучения, рассеянного на вращающейся шероховатой поверхности.
3.3.1. Спектр флуктуаций интенсивности в свободном пространстве
3.3.2. Спектр флуктуаций в плоскости изображения оптической системы
3.3.3. Экспериментальные исследования спектра флуктуаций излучения, рассеянного на вращающейся поверхности
3.4. Статистические характеристики флуктуаций излучения, рассеянного на колеблющейся шероховатой поверхности.
3.4.1. Поперечные колебания рассеивателя
3.4.2. Сложные колебания рассеивателя, определение спектра механических колебаний
3.4.3. Спектр доплеровских сдвигов когерентного излучения, рассеянного на колеблющемся шероховатом теле
3.4.4. Экспериментальная часть и обсуждение результатов
3.5. Корреляционные свойства и спектр флуктуаций интенсивности в спекл-картине при сканировании.
3.5.1. Корреляция и спектр флуктуаций интенсивности в спекл-картине при сканировании
3.5.2. Подавление флуктуаций в изображении, получаемом при освещении сканирующим когерентным пучком
3.5.3. Результаты экспериментальных исследований
3.6. Статистические свойства модулированной при помощи решетки динамической спекл-картины.
3.7. Границы применимости модели нормально развитой спекл-картины.
Выводы
Глава 4. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАССЕЯННОГО
КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С НЕГАУССОВОЙ СТАТИСТИКОЙ
4.1. Спектрально-корреляционные характеристики рассеянного

когерентного излучения в случае малого числа рассеивателей.
4.2. Функция распределения плотности вероятностей в случае малого числа рассеивателей.
Выводы
Глава 5. ОСОБЕННОСТИ ФОТОМЕТРИРОВАНИЯ РАССЕЯННОГО КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
5.1. Фотометрические характеристики рассеянного когерентного излучения
5.2. Соотношение подобия для дисперсии флуктуаций облученности и энергетической яркости
5.3. Флуктуационные характеристики облученности и энергетической яркости при измерении рассеянного частичнокогерентного излучения.
5.4. Установка для энергетической калибровки приемных устройств по облученности и энергетической яркости рассеянного когерентного излучения.
Выводы
Глава 6. ИНДИКАТРИСА СИЛЫ ИЗЛУЧЕНИЯ, РАССЕЯННОГО НА
ФРАКТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Выводы
Глава 7. ПРИЛОЖЕНИЯ СТАТИСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДИНАМИЧЕСКИХ СПЕКЛ-КАРТИН К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ И МОДУЛЯЦИИ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ СЛУЧАЙНЫМ ОБРАЗОМ
7.1. Бесконтактный прибор для определения характеристик движения тел на основе динамической спекл-интерферометрии.
7.2. Статистические характеристики пучка со случайной модуляцией интенсивности.
7.3. Характеристики обнаружения полезного сигнала пороговым фотоприемным устройством в присутствии помехи лазерного излучения.
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

нормально развитой спекл-картины, зависящий от размеров всей рассеивающей области и второй - зависящий от статистических характеристик рассеивателя. Эти выводы подтверждаются экспериментальными результатами [80], полученными при рассеянии когерентного излучения в тонком турбулентном слое жидкого кристалла. Полученные в работе [79] результаты являются весьма полезными с точки зрения выяснения того, Какие параметры влияют на формирование негауссовых флуктуаций, однако, они дают лишь качественное описание указанных статистических характеристик.
В цитированных работах для того, чтобы получить аналитические результаты, функция фазовых факторов в многомерном интеграле, дающем формальное решение задачи, подвергалась упрощающему преобразованию
exp (Q ВПП)) = 1+ (exp (Q) -1) exp (- Q | г | 2/12 ), где Q - квадрат глубины фазового экрана, В(|г|) - корреляционная функция фазы, 1 - корреляционная длина; при этом полагалось, что Q »1.
Выражая В(|г|) из этого уравнения как
в( I Г I ) = Q 1п{1+(exp(Q)-1)exp (-QIг12/12 )}, нетрудно убедиться, что при Q » 1 эта зависимость весьма близко приближается к зависимости типа усеченной параболы:
В(|г|) = 1 - I г ] 2/12 при |г|<1; В(|г j) =0 при |г|>1, так что с математической точки зрения вышеупомянутое преобразование эквивалентно ' использованию усеченной
параболической корреляционной функции высоты шероховатостей.
Отметим здесь, что функция фазовых факторов обнаруживает сильную зависимость от типа использованной корреляционной функции. Простой численный анализ функции фазовых факторов показывает, что при Q >30 максимальное значение функции фазовых