Эффекты продольной когерентности оптических полей с широкими спектрами пространственных и временных частот в интерференционном эксперименте

• Автор: Лычагов, Владислав Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ГЛАВА 1. КОГЕРЕНТНОСТЬ ОПТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ЗАДАЧИ)
1Л. Классические представления о когерентности оптических полей
1Л Л. Временная когерентность. Интерферометр Майкельсона
1.1.2. Пространственная когерентность. Эксперимент Юнга
1.1.3. Спектральные представления оптических полей и функции когерентности
1.1.3.1. Спектральное представление функции автокогерентности. Теорема Винера-Хинчина
1.1.3.2. Спектральное представление функции взаимной когерентности. Теорема Ван-Циттерта-Цернике
1.2. Продольные корреляционные свойства оптических полей -нерешенные задачи
1.3. Выводы
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЯ КОГЕРЕНТНЫХ СВОЙСТВ
ОПТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ С ШИРОКИМИ СПЕКТРАМИ ВРЕМЕННЫХ И ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ЧАСТОТ
2.1. Продольная когерентность световых полей
2.1.1. Продольная пространственно-временная когерентность
2.1.2. Продольная чисто пространственная когерентность
2.2. Связь функции продольной пространственно-временной когерентности со спектрами пространственных и временных
частот

2.2.1. Протяженный источник с узким спектром временных
частот
2.2.2. Точечный источник с широким спектром временных частот
2.3. Эффекты продольной пространственной когерентности в модельном и натурном интерференционных экспериментах
2.3.1. Моделирование функции продольной пространственной когерентности источника с широкими спектрами пространственных и временных частот
2.3.2. Пространственно-временные соотношения между интерферирующими полями на выходе интерферометра Майкельсона
2.3.3. Проявление продольной пространственной когерентности в интерферометре Майкельсона
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. ЭФФЕКТЫ ПРОДОЛЬНОЙ КОГЕРЕНТНОСТИ В
ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ СЛОИСТЫХ ОБЪЕКТОВ
3.1. Схема автокорреляционного анализа низкокогерентного оптического поля, отраженного слоистым объектом
3.2. Формирование сигнала в автокорреляционном низкокогерентном
интерферометре
3.2.1. Дискретная модель формирования сигнала в
автокорреляционном низкокогерентном интерферометре
3.2.1.1. Общее выражение интерференционного сигнала для произвольного числа прозрачных, нерассеивающих
слоев
3.2.1.2. Частные случаи трех и четырех отражающих границ

3.2.2. Модель автокорреляционного сигнала от объекта с
непрерывным распределением коэффициента отражения по глубине объекта
3.2.3. Результаты натурного эксперимента и моделирование выходного сигнала системы автокорреляционной низкокогерентной интерферометрии
3.3. Обсуждение
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ СЛОИСТЫХ СРЕД С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ШИРОКИМ СПЕКТРОМ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ЧАСТОТ
4.1. Интерферометр с использованием оптического излучения с
широким угловым спектром и интегрирующей апертурой
фотоприемника
4.2. Оптическая схема системы трех связанных интерферометров
4.2.1. Интерферометр с использованием оптического излучения с широким спектром временных частот
4.2.2. Вспомогательный лазерный интерферометр
4.2.3. Алгоритм обработки сигнала системы трех связанных интерферометров и экспериментальные результаты
4.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Необходимо отметить, что даже при соблюдении условия = Аг / с в выражении 2.4 остается зависимость от временных параметров поля во втором подынтегральном выражении. Можно показать, что эта зависимость оказывает существенное влияние лишь при определенных уникальных условиях. Действительно, при интегрировании по ю интегральное выражение принимает первое нулевое значение в случае, когда экспоненциальный множитель совершает одну полную осцилляцию в пределах спектрального контура: (дшАгд2 )/2с = 2л. Принимая Дсо = 2тсс//с, Лг - 2Х.0/02 , получим, что для того, чтобы спектр временных частот оказывал существенное влияние на функцию продольной чисто пространственной когерентности, необходимо выполнение условия 1С < Х0. Последнее соотношение означает, фактически, что волновой цуг содержит не более одной полной осцилляции, из чего, в свою очередь следует, что скорость изменения комплексной огибающей световых колебаний сравнима с частотой самих колебаний. Таким образом, приближение медленноменяющейся комплексной амплитуды поля в этом случае не применимо. В большинстве практических случаев выполняется условие 1С » Х0, следовательно, на функцию продольной чисто пространственной когерентности оказывает влияние спектр исключительно пространственных частот.
2.2. Связь функции продольной пространственно-временной когерентности со спектрами пространственных и временных частот
В общем случае, для некогерентного протяженного источника влияние спектров временных и пространственных частот носит конкурирующий характер. Фактически, каким выражением будет определяться длина продольной когерентности, зависит от соотношения ширины спектров