Главная > Физика > Оптика спеклов
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 9. Определение скорости различных частей диффузного объекта путем фотографической регистрации спекл-структуры [37]

Освещая объект импульсами лазерного света, можно исследовать пространственное распределение скоростей различных частей диффузного объекта (например, жидкости).

Рис. 156. Модуляция интенсивности лазерного пучка при исследовании скорости диффузного объекта.

Рис. 157. Фоторегистрация изображения объекта, освещаемого в соответствии с рис. 156.

Для импульсной модуляции лазерного пучка можно использовать электрооптический модулятор или дисковый прерыватель; можно также взять лазер, работающий в импульсном режиме. На рис. 156 представлена необходимая кривая интенсивности освещения: по крайней мере два импульса длительностью которые разделены временным интервалом При этом полагают, что время экспозиции достаточно мало для того, чтобы можно было считать, что каждая точка объекта за время экспозиции смешается по прямой линии и с постоянной скоростью. Спроектируем с помощью объектива О изображение диффузного объекта А на фотопластинку Я (рис. 157) и для простоты предположим, что смещения различных частей объекта происходят в направлении, перпендикулярном оптической оси системы. Пусть описывает распределение интенсивности в спекл-структуре, наблюдаемой в плоскости изображения А. Предположим

также, что во время экспозиции любой участок объекта смещается параллельно оси Примем, что смещение где -скорость этого участка объекта. Результат фоторегистрации за время может быть записан в виде свертки

а после экспонирования двумя импульсами, разделенными временным интервалом в течение которого рассматриваемый участок объекта сместился на величину мы получаем двойную свертку вида

Рис. 158. Интерференционные полосы в пространственном спектре негатива, позволяющие определить направление и скорость смещения объекта.

После проявления исследуем пространственный спектр полученного негатива, поместив перед ним диафрагму с отверстием, выделяющую нужный нам участок объекта. Амплитудный спектр негатива описывается выражением

а спектр интенсивности с точностью до постоянного множителя равен

На показано, как при этом изменяется интенсивность. Пространственный спектр интенсивности образован

параллельными и равноотстоящими друг от друга интерференционными полосами, расстояние между которыми определяется скоростью V исследуемого участка объекта. Ориентация интерференционных попос в пространстве позволяет определить направление смещения.

В случае когда за время экспозиции регистрируется импульсов длительностью которые разделены одинаковым временным интервалом результат фоторегистрации записывается в виде

а пространственный спектр интенсивности этой записи равен

Здесь интерференционные полосы, создаваемые двумя волнами, как это показано на рис. 158, заменяются более тонкими интерференционными линиями, образованными в результате интерференции многих волн. Во всех случаях пространственный спектр интенсивности оказывается модулированным функцией вида следовательно, величина должна быть достаточно малой по сравнению с чтобы огибающая кривая, которую и представляет эта функция (она показана на рис. 158), не падала слишком быстро. Вместо того чтобы наблюдать спектр, как это только что говорилось, можно диафрагму с малым отверстием помещать не перед негативом, а в частотную плоскость. В этом случае используют схему рис. 94 и наблюдают изображение негатива. В изображении на выходе мы увидим интерференционные полосы, которые отображают составляющие скорости вдоль направления, параллельного азимуту отверстия в частотной плоскости. Изменяя азимут отверстия в частотной плоскости, можно исследовать составляющие скорости вдоль различных направлений.

Литература

(см. скан)

(см. скан)

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление