1 Когерентность излучения

Характеристика согласованности (корреляции) световых колебаний в различных точках пространства и в различные моменты времени.

2 Корреляционная функция

Если вектор напряженности содержит компоненту, случайным образом изменяющуюся по пространственным координатам r и по времени , то можно построить следующую корреляционную функцию

,

где угловые скобки означают усреднение по всему пространству и по всему интервалу времени наблюдения.

3 Изотропное случайное поле

Однородное случайное поле называется изотропным, если корреляционная функция зависит лишь от абсолютного значения расстояния между двумя точками .

4 Стационарное случайное поле

Стационарное случайное поле, это такое поле статистические характеристики которого во времени не меняются,

.

5 Статистически однородное поле

Статистически однородное поле – поле, для которого корреляционная функция зависит лишь от разности r₂ - r₁

.

6 Размер зоны когерентности

Расстояние между точками поля, для которого степень пространственной когерентности уменьшаются в заданное число раз.

7 Временная когерентность

Характеристика согласованности (корреляции) световых колебаний в одной точке пространства, но в различные моменты времени.
Временной интервал, для которого степень временной когерентности уменьшаются в заданное число раз называются временем когерентности.

8 Многомодовое излучение

Излучение, представляющее собой суперпозицию большого числа поперечных мод.

9 Одномодовый лазер

Лазер, генерирующий один тип поперечных колебаний.

10 Многомодовый лазер

Лазер, генерирующий суперпозицию большого числа поперечных типов колебаний.

11 Число Френеля

,

где k=2p/l, a – радиус зеркала резонатора, L - база резонатора

12 Радиус корреляции

Тоже, что интервал корреляции

13 Техническая ширина линии излучения

Техническая ширина спектральной линии излучения

Dw_Т = s_w

обусловленная, факторами технического порядка, вклад которых зависит от конструкции лазера, стабилизации параметров и т. п. подчеркивая этим, что причиной уширения линии в рассматриваемом случае оказываются факторы технического порядка. Величина Dw_Т различна для различных типов лазеров.

14 Естественная ширина спектральной линии

Ширина спектральной линии изолированного, неподвижного, невозмущенного атома (молекулы). Идеализированное понятие, используемое в физике.

15 Добротность резонатора

Величина добротности может быть определена следующим образом

.

16 Теоретическая ширина линии излучения

,

где мощность излучения лазера, Dn_рез ширина линии пропускания резонатора.

Абстрактная величина, обеспечение, которой на практике не представляется возможным, что следует из произведения DnDt = 1 (Dt - время установления устойчивого режима).

Так как частота генерации определяется длиной базы резонатора, ширина линии будет равна теоретической величине, если выдержать длину базы резонатора с точностью

в течение времени .

Из-за механических нестабильностей, теплового дрейфа и других причин такую стабильность длины резонатора выдержать в таком интервале времени практически невозможно.

17 Время когерентности

Время когерентности .

18 Длина когерентности

Длина называется длиной когерентности .

19 Принцип Гюйгенса-Френеля

Принцип Гюйгенса – Френеля - каждая точка на поверхности S действует как новый вторичный источник сферических волн. Напряженность поля вторичного источника в точке Р₁ пропорциональна (jl)^-1U(P₁,n), и этот источник излучает с амплитудным коэффициентом направленности c(q).

20 Функция взаимной когерентности

Определяется аналогичным образом, как и функция когерентности поля.

G(Q₁,Q₂;t) = < u (Q₁ ,t + t)u*(Q₂,t) > .

21 Условие квазимонохроматичности

Dw/w<<1

22 Взаимная интенсивность

_{t → 0}

23 Интервал пространственной когерентности

Расстояние между точками поля, для которых |g₁₂| = 0.88 называется интервалом пространственной когерентности (данное понятие интервала пространственной когерентности введено для источника круглой формы, для источника другой формы его величина может отличаться).

24 Теорема Ван Циттерта-Цернике

С точностью до экспоненциального множителя exp(-jY) и масштабных постоянных взаимную интенсивность J(x₁,y₁;x₂,y₂) можно найти, выполнив двумерное преобразование Фурье распределения интенсивности I(x,h) по поверхности источника.

25 Спекл

Английское speckle – пятнышко, крапинка.

26 Спекл-картина

Спекл-картина - это интерференционная картина нерегулярных волновых фронтов, образующаяся при падении когерентного излучения на сильно шероховатую поверхность.

27 Фокальный объем

Условно определяемая величина, соответствующая максимальной плотности светового потока в изображении точечного источника. Наибольшая плотность энергии локализована в объеме, напоминающем по форме сигару.

Параметры фокального объема - , где a - апертурный угол.

28 Объективная спекл-картина

Объективная спекл-картина формируется во всем пространстве перед освещаемой поверхностью или за пропускающей шероховатой поверхностью.

29 Субъективная спекл-картина

Субъективная спекл-картина возникает при отображении рассеивающей поверхности на экран с помощью оптической системы.

30 Размер спекла объективной спекл-картины

Диаметр e наименьших из спеклов приблизительно равен диаметру дифракционной картины от области, освещаемой лазером на поверхности матовой пластины. Если диаметр области 2a, расстояние от объектива до плоскости наблюдения l, то a = a/l и e » l/a.

31 Размер спекла субъективной спекл-картины

Диаметр e наименьших из спеклов приблизительно равен диаметру дифракционной картины от объектива, формирующего изображение. Если диаметр объектива 2a, расстояние от объектива до плоскости наблюдения l, то a=a/l и e »l/a

32 Спеклы Френеля

Название дано по аналогии с дифракцией Френеля. Спекл-картина результат интерференции дифрагированных волн. В соответствии с этим спеклы Френеля наблюдаются в зоне дифракции Френеля, т. е. в ближней зоне дифракции. Там где результирующая дифракционная картина еще окончательно не сформировалась и поэтому смещение плоскости наблюдения приводит к нарушению подобия спекл-картин в двух параллельных плоскостях.

33 Спеклы Фраунгофера

Название дано по аналогии с дифракцией Фраунгофера. Спекл-картина результат интерференции дифрагированных волн. В соответствии с этим спеклы Фраунгофера наблюдаются в зоне дифракции Фраунгофера, т. е. в дальней зоне, расстояние до которой находится из условия l >> (2а)²/l, где 2а – размер зоны освещения шероховатой поверхности (Здесь надо учитывать вид наблюдаемой спекл-картины – объективная или субъективная).

34 Условия наблюдения нормально-развитой спекл-картины

Три условия

- Во-первых, случайное блуждание должно состоять из большого числа случайных членов.

- Во-вторых, эти члены должны быть независимы друг от друга.

- В-третьих, фазы, связанные с каждым комплексным вкладом, должны быть полностью случайны, т.е. равномерно распределены в главном интервале (-p,p)

-

35 Случайное блуждание

Сумма множества случайно сфазированных в комплексной плоскости комплексных вкладов

36 Центральная предельная теорема

Пусть случайные величины имеют один и тот же закон распределения, среднее значение m и дисперсию s². Если дисперсия s² конечна, то при увеличении объема выборки n (n®¥) распределения выборочного среднего будет стремиться к нормальному распределению со средним m и дисперсией s² ¤ n.

37 Распределение Рэлея

Распределение Рэлея для интенсивности

где - интенсивность рассеянного излучения, P(I) - плотность вероятности распределения интенсивности, < I > - средняя или ожидаемая интенсивность.

38 Контраст спекл-картины

Фундаментальное свойство распределения Рэлея заключается в том, что стандартное отклонение точно равно среднему. Таким образом, контраст спекл-картины, определяемый как.

всегда равен единице для поляризованного излучения.

39 Теорема Винера-Хинчина

Взаимный энергетический спектр двух случайных процессов равен фурье-образу функции крос-корреляции этих процессов.

40 Индивидуальный спекл

Индивидуальный спекл - характерный размер элемента спекл –картины за который принимается расстояние между областями с максимальной и минимальной интенсивностями, совпадающее с шириной функции автокорреляции.

41 Опыт Берча-Токарского

Введение пространственной несущей частоты в оптику и использование техники пространственной фильтрации изображения.

42 Интерференция в диффузном свете

Явление, обусловленное тем фактом, что излучение, рассеянное одним элементом шероховатой поверхности, сохраняет постоянную разность фаз между лучами, распространяющимися в разных направлениях, и поэтому способных интерферировать.

43 Вычитание изображений

Способ получения разности двух почти идентичных изображений, основанный на использовании оптической пространственной несущей частоты и техники пространственной фильтрации.

44 Устранение спекл-структуры

Процесс воздействия на условие формирования или считывания спекл-картины, в результате которого, ее контраст уменьшается.

45 Спекл-интерферометрия

Метод измерения, основанный на когерентном сложении (интерференции) полей, имеющих спекл-структуру.

46 Корреляционная спекл-интерферометрия

Метод измерения, основанный на когерентном сложении (интерференции) полей, имеющих спекл-структуру, с плоской опорной волной или другим полем, имеющим спекл-структуру.

47 Спекл-интерферограмма

Результат вычитания двух спекл-изображений, полученных при использовании опорного пучка, имеющего противоположные фазы.