Когерентное излучение. Принципы получения и восстановления голографических изображений

Свойства лазерного излучения. Их связь с квантовой структурой излучения.

Лазер – прибор, преобразующий энергию электрического тока в энергию светового излучения, что происходит за счет атомов, переходящих в возбужденное состояние за счет эл. тока

Свойства:

1. Свет лазера монохроматичен, т. к. λ=const, след-но, ν=соnst. Луч можно рассматривать как поток квантов, имеющих совершенно одинаковую энергию Е=const, т. к. Е=hν, h=6,62*10^-34 Дж*с – постоянная Планка.

2. Все кванты излучения равны не только по энергии, но и по фазе электромагнитных колебаний в них.

3. Свет лазерного излучения имеет малую расходимость – это поток параллельных световых лучей.

4. Лаз. излучение плоскополяризованное: все электрические векторы Е, характеризующие электромагнитные колебания, параллельны друг к другу. Аналогично параллельны и векторы магнитной индукции В.

Мощность лаз. излучения очень высока, т. к. ∆t мало.

Активная среда лазера представлена смесью газов Ne c He, которое накачивается в устройство. He в возбужденном состоянии может находиться длительное время, не излучая энергию (метастабильное), он является буферным газом и Ne – излучательным. Для излучения вначале возбуждаются атомы Не, а затем Ne спускается на второй уровень, где скапливаются его атомы. При этом суммируется энергия, т. е. мы получаем фотон, лазер начинает работать стабильно.

_______________________________________________________________________________________

Когерентное излучение – все кванты, излучаемые в любой момент времени, практически одинаковы по частоте и фазе электромагнитных колебаний.

Голография – это способ передачи и восстановления волнового колебания. Способ основан на регистрации интерференционной картины, образованной предметной и когерентной с ней волной. Зарегистрированная картина называется голограммой. Если ее снова осветить опорной волной, то создается точно такое же амплитудно-пространственное распределение волнового поля, кот создала при записи предметная волна. Смотря сквозь голограмму, мы увидим восстановленное изображение предмета. Информация на предмете записана на голограмме в виде интерференционного рельефа, информация об амплитуде предметной волны – в виде контраста интерференционного рельефа, инф о фазе – в виде частоты и формы интерференционных полос.

Свойства голограммы:

o рассеянные предметом волны попадают во все точки голограммы, поэтому каждая часть голограммы несет инф-ию о всем предмете, но меньший участок восстановит меньшую часть фронта, изображение ухудшится.

o голограмма дает объемное изображение, при изменении угла зрения можно увидеть разные детали предмета.

o если голограмма записана в толстой среде, то информационная картина будет записана в объеме фотопластины.

o при восстановлении будут усиливаться те волны, разность фаз между которыми равна длине волны.

o Для получения используют лазеры, обладающие простой и взаимной когерентностью.

В медицине голография используется для визуализации внутренних органов.

_______________________________________________________________________________________

Дата добавления: 2014-11-20