I
Изобретение относится к устройствам для анализа и измерения когерентных свойств излучения источников и может быть применено во всех областях науки и техники при измерении степени пространственно-временной когерентности оптических квантовых генераторов.
Известны устройства для анализа и измерения когерентных свойств излучения источников, состоящие из коллимирующих линз, светоделителя и зеркал. Однако эти устройства не позволяют измерять степень пространственно-временной когерентности источников излучения.
Предлагаемое устройство дает возможность за один опыт зарегистрировать как временную, так и пространственную когерентность излучения источника, работающего не только в непрерывном, но и в импульсном режиме.
Сущность изобретения заключается в том, что в голографическом устройстве объект- диффузный экран (рассеиватель) расположен таким образом, что он освещается исследуемым излучением как вдоль поверхности рассеивателя, так и нормально к ней, причем в схеме нормальной подсветки рассеивателя и референтного пучка установлен репер, который проектируется этими лучками на поверхность рассеивателя и на голограмму. Одновременно производится регистрация проекционного изображения диффузного экрана с репером с помощью обычной фотографии.
На чертеже схематически изображено 5 предлагаемое устройство, где 1, 2, 3 - зеркала светоделительного узла; 4 - репер, например, в виде масштабной сетки; 5, 6, 7 - проекционные линзы; 8 - телескопическая система, например, цилиндрическая;
10 5 - рассеиватель, например, диффузный экран; 10 - регистрирующий элемент для записи голограмм; 11 - регистрирующий элемент для записи проекционного изображения диффузного экрана с репером; 12, /5-опти15 ческие оси устройства.
Поток исследуемого излучения направляется в светоделительный узел толографического устройства. Зеркало / делит излучение 0 на два пучка, которые распространяются вдоль оптических осей устройства 12 и 13 соответственно. Первый пучок, проходя через репер, установленный в сеченнн исследуемого волнового поля, например; на торце лазера, попадает на светоделительное зеркало 2. Зеркала 2 и 3 формируют объектный и референтный лучи, которые с помощью линз 5 и 6 проектируют торец лазера вместе с репером соответственно в плоскость рассеивателя и регистрирующего элемента. Рассеиватель 5 располагается нормально оптической оси 12. Второй пучок, отклоненный отражателем 1 и расширенный телескопической системой 8, направляется вдоль оптической оси 13 устройства, которая проходит по касательной к поверхности рассеивателя. Скользя вдоль поверхности рассеивателя, второй пучок прочерчивает на нем светящуюся траекторию. В результате этого Е-{злучение, рассеянное диффузным экраном, попадает на голограмму 10 с задержкой относительно реффектного пучка, равной времени пробега луча вдоль диффузного экрана. Для отсчета временных интервалов на поверхность диффузного акрана должна быть нанесена масштабная сетка. Начало сетки совмещено с точкой диффузного экрана, излучение от которой приходит на голограмму с нулевой разностью хода но отнощению к референтному лучу. Излучение от каждой точки рассеивателя-диффузного экрана рассеивается по всей площади регистрирующего элемента 10, который записывает голограмму 9. Волновое поле каждой точки диффузного экрана, складываясь с полем реффектного пучка, образует в плоскости регистрирующего элемента 10 интерференционную катущку. Контраст этой картины в любой области голограммы определяется степенью когерентности волнового поля точек 5 к точкам волнового поля, спроектированным референтным пучком в плоскость регистрирующего элемента 10. Полученную с помощью предлагаемого устройства голограмму затем восста-35 навливают узким пучком света. При этом первоначальное распределение яркости на рассеивателе, существующее в момент регистрации, будет промодулировано в соответствйи со степенью когерентности точек рас-40 сеи.вателя относительно точки на голограмме, через которую осуществляется восстановление. По падению яркости восстановленного изображения траектории луча относительно точки на экране с нулевой разностью хода находим функцию временной когерентности источника. Сравнивая восстановленное распределение яркости на торце лазера с первоначальным, находят степень пространственной когерентности точки торца относительно остальных его точек. Поскольку эта точка находится в плоскости 10, а остальные точки - в плоскости восстановленного изображения, то необходима единая система отсчета для установления соответствия между координатами этих точек. В устройстве это осуществляется с помощью репера, совмещенного с торцом лазера и одновременно зарегистрированного в плоскостях 10 и //. Предмет изобретения Устройство для анализа когерентности излучения источников, содержащее светоделительный узел с репером и проекционными линзами, рассеиватель, например, матовую пластинку, и регистрирующие элементы, отличающееся тем, что, с целью одновременной регистрации степени пространственной и временной когерентности излучения источника, рассеиватель расположен вдоль одного из пучков исследуемого излучения и перпендикулярен по отношению к другому, при этом регистрирующий голограмму элемент и рассеиватель совмещены с проекционным изображением репера, а другой регистрирующий элемент совмещен с проекционным изображением рассеивателя с репером.
