Прикладная голография. Техника голографического эксперимента. (Лекция 7)

Содержание

Слайд 2

Техника голографического эксперимента

Техника
голографического
эксперимента

Слайд 3

Техника голографического эксперимента Регистрация голограммы – процесс физического взаимодействия излучения с

Техника голографического эксперимента

Регистрация голограммы –
процесс физического взаимодействия излучения с регистрирующей

средой, в результате которого пространственное распределение интенсивности в регистрируемой интерференционной картине преобразуется в соответствующее распределение каких-либо параметров среды.
Для регистрации голограммы необходимы
Установка
Источник излучения
Регистрирующая среда
Слайд 4

Голографическая установка - Комплекс устройств, источников и приемников излучения, оптико-механических узлов

Голографическая установка

- Комплекс устройств, источников и приемников излучения, оптико-механических узлов и

элементов, предназначенный для регистрации голограмм и измерения их параметров.
Включает:
Источник когерентного излучения
Голографическую схему – оптическую часть установки
Устройства защиты от вибраций и воздушных потоков
Слайд 5

Обеспечение механической стабильности голографической схемы

Обеспечение механической стабильности голографической схемы

Слайд 6

Источник когерентного излучения Основные параметры Режим излучения (непрерывный, импульсный, импульсно-периодический) Длина

Источник когерентного излучения

Основные параметры
Режим излучения (непрерывный, импульсный, импульсно-периодический)
Длина волны излучения
Спектральный состав

излучения
Когерентность излучения
Поляризация излучения
Расходимость излучения
Стабильность параметров во времени
Слайд 7

Основные параметры лазеров Режим излучения Длина волны излучения Когерентность излучения -

Основные параметры лазеров

Режим излучения
Длина волны излучения
Когерентность излучения - используют одномодовый режим

(генерируется одна мода излучения, которая может содержать несколько частот) и одночастотный. Для получения голограмм применяют лазеры с высокой степенью временной когерентности (длина когерентности – десятки см).
Поляризация излучения – для регистрации голограмм наиболее предпочтительным является линейно-поляризованное излучение, в котором колебания вектора Е происходят перпендикулярно поверхности оптического стола, на котором расположена голографическая схема.
Расходимость излучения – коллимированный пучок, в котором все лучи параллельны друг другу с высокой степенью точности, предпочтителен при создании интерференционной картины с заданными параметрами.
Слайд 8

Эксплутационные характеристики Мощность излучения Стабильность параметров излучения Габариты Ресурс Потребляемая мощность

Эксплутационные характеристики

Мощность излучения
Стабильность параметров излучения
Габариты
Ресурс
Потребляемая мощность
Необходимость дополнительного энерго- и водо-обеспечения
Влияние

на окружающую среду
Слайд 9

Лазеры, используемые при выполнении лабораторных работ по голографии Запись изобразительных голограмм

Лазеры, используемые при выполнении лабораторных работ по голографии

Запись изобразительных голограмм
Газовый лазер

на основе смеси газов гелия и неона – 632,8 нм
Полупроводниковый лазер KLM-650 – 655 нм
Запись голограммных элементов
Газовый лазер (ионный) на основе газа аргона – 488 нм
Измерение параметров
Полупроводниковый лазер KLM-650 – 655 нм
Слайд 10

Характеристики излучения-спектральный состав Спектр полосы усиления (ширина спектральной линии) Спектр частот

Характеристики излучения-спектральный состав

Спектр полосы усиления (ширина спектральной линии)
Спектр частот собственных мод

резонатора
Спектр генерации лазера
Одномодовый лазер работает в режиме генерации отдельной продольной моды
Слайд 11

Источники излучения для работы с материалом на основе фенантренхинона (ФХ)

Источники излучения для работы с материалом на основе фенантренхинона (ФХ)

Слайд 12

Голографическая схема – основные оптические элементы

Голографическая схема –
основные оптические элементы

Слайд 13

Голографическая схема Состоит из узлов и элементов, размещаемых на жестком основании

Голографическая схема

Состоит из узлов и элементов, размещаемых на жестком основании (плите):
Источник

излучения
Устройство деления пучка
Затворы
Устройства фильтрации лазерных пучков
Поворотные зеркала и призмы
Расширители пучков
Диффузоры
Узлы крепления объектов
Узлы крепления регистрирующей среды
Слайд 14

Устройство деления пучка (Beamsplitter) По волновому фронту – призмы, зеркала По

Устройство деления пучка (Beamsplitter)

По волновому фронту – призмы, зеркала
По амплитуде –

полупрозрачные зеркала, светоделительные кубики, поляризационноые устройства, объемная голограмма-решетка
Слайд 15

Деление лазерного пучка (после расширения пучка) – по амплитуде (1), по волновому фронту (2)

Деление лазерного пучка (после расширения пучка) – по амплитуде (1), по

волновому фронту (2)
Слайд 16

Устройства для амплитудного деления пучков

Устройства для амплитудного деления пучков

Слайд 17

Светоделительный кубик обеспечивает Снижение потерь на отражение за счет перепендикулярного падения

Светоделительный кубик обеспечивает

Снижение потерь на отражение за счет перепендикулярного падения пучка

на поверхность
Устойчивость к повреждениям
Неизменность угла между пучками (90град)
Неизменность соотношения пучков по интенсивности
Слайд 18

Поляризационный делитель

Поляризационный делитель

Слайд 19

Малоугловой делитель лазерного пучка по амплитуде на основе объемной голограммы-решетки

Малоугловой делитель лазерного пучка по амплитуде на основе объемной голограммы-решетки

Слайд 20

Малоугловой делитель лазерного пучка по амплитуде на основе объемной голограммы-решетки Преимущества:

Малоугловой делитель лазерного пучка по амплитуде на основе объемной голограммы-решетки

Преимущества:
возможность получения

двух когерентных пучков с нулевой разностью хода
при угле между пучками может иметь заранее заданную величину, причем довольно незначительную, в отличие от устройств на основе кубиков, полупрозрачных зеркал и др.
Недостатки:
требует определенной точности установки элемента в оптической схеме,
Спектральный состав двух пучков может различаться, если угловая селективность используемой голограммы меньше пространственного спектра разделяемого излучения.
Слайд 21

Расположение пучков относительно образца Малоугловой делитель лазерного пучка по амплитуде на основе объемной голограммы-решетки

Расположение пучков относительно образца

Малоугловой делитель лазерного пучка по амплитуде на основе

объемной голограммы-решетки
Слайд 22

Схема записи голографических решеток с призменным интерферометром (деление пучка по амплитуде)

Схема записи голографических решеток с призменным интерферометром (деление пучка по амплитуде)

Слайд 23

Устройства для деления фронта световой волны

Устройства для деления фронта световой волны

Слайд 24

Схема записи голограмм-решеток с прямоугольной призмой (деление пучка по волновому фронту)

Схема записи голограмм-решеток с прямоугольной призмой (деление пучка по волновому фронту)

Слайд 25

Поляризационные устройства для амплитудного деления световых пучков

Поляризационные устройства для амплитудного деления световых пучков

Слайд 26

Расширение лазерного пучка в голографических схемах

Расширение лазерного пучка
в голографических схемах

Слайд 27

Расширение пучка

Расширение пучка

Слайд 28

Устройство для «чистки» лазерного пучка – фильтрации лазерного излучения

Устройство для «чистки» лазерного пучка – фильтрации лазерного излучения

Слайд 29

Поляризация лазерного пучка и элементы для изменения направления поляризации

Поляризация лазерного пучка
и элементы для изменения направления поляризации

Слайд 30

Желательное и нежелательное направления поляризации

Желательное и нежелательное направления поляризации

Слайд 31

Виды поляризации – характеристика направления колебаний электрического вектора Полностью или частично

Виды поляризации – характеристика направления колебаний электрического вектора

Полностью или частично поляризованное

излучение
Линейно-поляризованное излучение
Циркулярно-поляризованное излучение: правокруговая и левокруговая составляющие
Эллиптически-поляризованное излучение
Основные типы поляризации света: линейная; круговая и эллиптическая
Слайд 32

Разность фаз между обыкновенным и необыкновенным лучами Δ = (2πТ/λ)(no –

Разность фаз между обыкновенным и необыкновенным лучами

Δ = (2πТ/λ)(no – ne)
Т–

толщина фазовой пластинки
λ – длина волны в вакууме
(no – ne) – разница показателей преломления
При Δ = π обеспечивается изменение направления линейной поляризации
Т(no – ne) = λ/2 полуволновая пластинка
Слайд 33

Изменение направления вектора поляризации с помощью полуволновой пластинки

Изменение направления вектора поляризации с помощью полуволновой пластинки

Слайд 34

Поляризационный делитель

Поляризационный делитель

Слайд 35

Формы эллиптической поляризации, возникающие при наличии на пути линейно поляризованного света

Формы эллиптической поляризации, возникающие при наличии на пути линейно поляризованного света

линейной фазовой 90°-пластинки с различными азимутами ρ оси наибольшей скорости
Слайд 36

Изменение направления вектора поляризации лазерного пучка с помощью фазовой пластинки (двулучепреломление)

Изменение направления вектора поляризации лазерного пучка

с помощью фазовой пластинки (двулучепреломление)
с помощью

двух прямоугольных призм
???