• формат pdf
  • размер 12 МБ
  • добавлен 24 ноября 2013 г.
Рябухо В.П., Тучина В.В. (ред.) Когерентно-оптические методы в измерительной технике и биофотонике
Учебное пособие. — Саратов: Сателлит, 2009. — 127 с. — ISBN 978-5-904395-06-3.
ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского»
Научно-образовательный институт оптики и биофотоники СГУ
Международный научно-образовательный центр оптических технологий в промышленности и медицине СГУ
Когерентная оптика представляет собой обширный и динамично развивающийся раздел современной физики, включающий описание большого количества явлений, методов, инструментов и моделей так или иначе связанных с проявлением и использованием такого свойства оптических полей, как когерентность. Когерентно-оптические методы подразумевают изучение и использование на практике широкого класса объектов, под которыми могут пониматься как источники излучения, обладающие заданными когерентными свойствами(как правило, обладающие высокой степенью пространственной и/или временной когерентности), так и особый характер взаимодействия взаимнокогерентных оптических полей и их воздействия на сторонние объекты.
Таким образом, совокупность методов и инструментальных средств, включающих в себя источники излучения, системы формирования изображений, устройства оптического гетеродинирования, передачи и регистрации оптических сигналов, а также теоретических моделей, описывающих когерентные свойства оптических полей, распространение, взаимодействие и трансформацию в процессе распространения, как самих полей, так и их когерентных свойств, определяет содержание термина «когерентно-оптические методы».
Настоящее пособие содержит теоретическое и практическое описание шести лабораторных работ, каждая из которых позволяет ознакомиться с базовыми представлениями о современных, наиболее актуальных когерентно-оптических методах измерений и диагностики.
Издание осуществлено при финансовой поддержке международного общества по оптической технике (SPIE) и в рамках аналитической ведомственной программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009–2010 годы)», проекты № 2.1.1/4364 и № 2.2.1.1/2950.
Предисловие
Интерференционный микроскоп для измерения микроструктуры поверхности
Теоретическая часть
Устройство интерференционного микроскопа
Формирование интерференционной картины
Математическое описание процессов формирования интерференционной картины в микроинтерферометре
Техническое устройство, внешний вид и органы управления интерференционного микроскопа Линника МИИ-4
Экспериментальная часть
Компьютерное моделирование интерференционной картины от плоского зеркала с изменением периода, ориентации и положения интерференционных полос
Компьютерное моделирование интерференционной картины для зеркала с углублением в виде участка сферы и для ступенчатого рельефа.
Настройка микроинтерферометра и калибровка окуляр-микрометра и окулярной видеокамеры с использованием объект микрометра
Определение периода интерференционных полос
Определение высоты микрорельефа поверхности образца
Определение высоты макрорельефа поверхности образца
Определение оптической толщины прозрачного слоя
Контрольные вопросы и задания
Список литературы
Спектральная оптическая когерентная томография
Теоретическая часть
Устройство оптического когерентного томографа
Пространственное разрешение оптической когерентной томографии
Регистрация интерференционного сигнала в спектральной области
Эффекты дискретизации в спектральной ОКТ
Экспериментальная часть
Определение оптической и геометрической толщин и показателя преломления прозрачных объектов
Определение функции отклика системы в продольном направлении в воздухе
Определение функции отклика системы в продольном направлении в прозрачной среде с показателем преломления n
Подавление шума в ОКТ-изображении методами покадрового усреднения и усреднения в поперечном направлении
Контрольные вопросы и задания
Список литературы
Оптический пинцет
Теоретическая часть
Импульс световой волны и давление света
Движение микрочастиц в пучке лазерного излучения
Градиентная оптическая ловушка
Измерение малых сил и перемещений при помощи оптического пинцета
Микроскоп
Устройство оптического пинцета
Экспериментальная часть
Настройка освещения по Келеру
Сборка и юстировка оптического пинцета
Контрольные вопросы и задания
Список литературы
Лазерный доплеровский анемометр
Теоретическая часть
Структура лазерного доплеровского анемометра
Эффект Доплера в оптике
Доплеровский сдвиг частоты при рассеянии монохроматической волны на движущейся частице
Детектирование доплеровского сдвига частоты фотоприемником
Дискретное преобразование Фурье и построение оценок спектра мощности случайного сигнала
Структура сигнала лазерного доплеровского анемометра
Экспериментальная часть
Калибровка лазерного доплеровского измерителя скорости
Измерение скорости течения жидкости на оси ламинарного потока в цилиндрическом канале
Исследование поперечного профиля распределения скоростей ламинарного течения жидкости в трубе
Разработка программы для цифрового спектрального анализа сигнала лазерного доплеровского анемометра
Контрольные вопросы и задания
Список литературы
Цифровая Фурье–голография
Теоретическая часть
Запись и восстановление объектного поля в аналоговой голографии
Дифракционные преобразования волновых полей
Запись цифровой голограммы и численная процедура восстановления изображения объекта
Пространственное разрешение изображения, восстановленного с цифровой фурье-голограммы
Экспериментальная часть
Разработка оптической схемы записи цифровой фурье-голограммы и расчет параметров схемы
Запись цифровой фурье-голограммы объемного рассеивающего объекта и численное восстановление его изображения
Контрольные вопросы и задания
Список литературы
Цифровая голографическая интерферометрия
Теоретическая часть
Влияние спекл-модуляции восстановленного изображения
Оптические схемы записи цифровых голограмм в методе голографической интерферометрии
Экспериментальная часть
Разработка оптической схемы записи цифровых фурье-голограмм для реализации метода цифровой голографической интерферометрии и расчет параметров схемы.
Запись серии цифровых фурье-голограмм объекта, соответствующих различным пространственным положениям поверхности объекта, и численное восстановление голографических изображений-интерферограмм.
Запись серии цифровых голограмм сфокусированного изображения объекта, соответствующих различным пространственным положениям объекта, и численное восстановление голографических изображений-интерферограмм.
Контрольные вопросы и задания
Список литературы
Список дополнительной литературы
Похожие разделы