SU736236A1 - Method and device for measuring spatial coherence of light sources - Google Patents

Method and device for measuring spatial coherence of light sources Download PDF

Info

Publication number
SU736236A1
SU736236A1 SU762429687A SU2429687A SU736236A1 SU 736236 A1 SU736236 A1 SU 736236A1 SU 762429687 A SU762429687 A SU 762429687A SU 2429687 A SU2429687 A SU 2429687A SU 736236 A1 SU736236 A1 SU 736236A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
laser
intensity
hologram
spatial coherence
image
Prior art date
Application number
SU762429687A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Викторович Танин
Original Assignee
Институт Физики Ан Белорусской Сср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Физики Ан Белорусской Сср filed Critical Институт Физики Ан Белорусской Сср
Priority to SU762429687A priority Critical patent/SU736236A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU736236A1 publication Critical patent/SU736236A1/en

Links

Landscapes

  • Holo Graphy (AREA)

Description

Изобретение относится к голографии и может быть положено в основу когеройетров, позволяющих определить степень пространственной когерентности излучения как непрерывных, так и импульсных оптических квантовых генераторов .The invention relates to holography and can be used as the basis for coheo-meters, which make it possible to determine the degree of spatial coherence of radiation from both continuous and pulsed optical quantum generators.

Известен способ исследования параметров когерентности источников света [1], основанный на создании при помощи голографического интерферометра сдвига двух одинаковых но сдвинутых на угол ot волновых полей, повторяющих поле исследуемого источника, в результате чего, в области 15 перекрытия этих волновых полей появляются интерференционные полосы, интенсивность которых регистрируется с помощью Фотоумножителя, по измеренным значениям максимальной и мини- 20 мальной интенсивности поля интенференции вычисляют видность В интерференционной картины по формулеThere is a method of studying the coherence parameters of light sources [1], based on the creation using a holographic interferometer of a shift of two identical but shifted by an ot angle ot wave fields repeating the field of the source under study, as a result of which interference fringes appear in the region 15 of overlapping of these wave fields, intensity which is recorded with the help of the Photomultiplier, using the measured values of the maximum and minimum 20 intensities of the intensity field, the visibility in the interference chamber is calculated formula ooze

Романе ^мин)/( ^макс +^мин) 25Romane ^ min) / (^ max + ^ min) 25

Зная функцию видности В и интенсивность интерферирующих пучков в произвольной точке Q плоскости наблюдения, в окрестности которой измеря- I ется контраст интеыференционной кар- 30 тины,получают информацию о параметрах когерентности.Knowing the visibility function B and the intensity of the interfering beams at an arbitrary point Q of the observation plane, in the vicinity of which the contrast of the interference pattern is measured, I obtain information on the coherence parameters.

Область применения этого способа ограничена, так .например, он не позволяет проводить исследования пространственной когерентности импульсных источников света, длительность излучения которых 10~8— 10_12с, поскольку в этом случае необходимо было бы создать регистрирующую , позволяющую просканировать интенсивность систему время 10 8 — 10-12сThe scope of this method is limited, for example, it does not allow studying the spatial coherence of pulsed light sources, the emission duration of which is 10 ~ 8 - 10 _12 s, since in this case it would be necessary to create a recording system that allows scanning the intensity of time 10 8 - 10-12 s

интерференционное поле, созданное голограммой (интерферометром сдвига) , что невозможно вследствие инерционности приемников света. Следовательно, этот метод может быть использован· в основном лишь Для иссле дования параметров когерентности непрерывных источников света. Устройство для осуществления указанного способа состоит из голографического интерферометра сдвига, линзы, фотоумножителя .the interference field created by the hologram (shift interferometer), which is impossible due to the inertia of the light receivers. Therefore, this method can be used mainly only for studying the coherence parameters of continuous light sources. A device for implementing this method consists of a holographic shear interferometer, lens, photomultiplier.

Линза устанавливается между источником и интерферометром сдвига так, чтобы они находились в передней и задней фокальных плоскостях этой линзы, в результате чего масштаб интерференционных полос по оси не изменяется,. Включив в данную схему исследуемый источник света, голограмма-интерферометр создаст в первом порядке дифракции два одинаковых, но сдвинутых волновых поля, Интенсивность интерференционных полос, возникающих в области перекрытия этих полей, измеряется фотоумножителем.The lens is installed between the source and the shear interferometer so that they are in the front and rear focal planes of this lens, as a result of which the scale of the interference fringes along the axis does not change. By including the studied light source in this scheme, the hologram-interferometer will create in the first diffraction order two identical but shifted wave fields.The intensity of the interference fringes arising in the area of overlap of these fields is measured by a photomultiplier.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому способу определения пространственной когерентности голографический способ.- заключающийся в записи голограммы диффузного экрана, на который проецируется исследуемое сечение волнового поля источника, например, торец лазера [2] . Одновременно это ;;;е сечение проецируется на. плоскость голограммы референтным пучком. Если последовательно восстанавливать небольшие участки такой голограммы узким пучком лазера, то распределение интенсивности в восстановленном изображении будет меняться в соответствии со степенью когерентности точек источника, принадлежащих к просвечиваемому участку голограммы. 3 линейном приближении' интенсивность 3N4<R) в изображении диффузного экрана, восстановленном малым участком' голограммы с координатами г,, определяется исходным распределением интенсивности 4(R) промодулированным квадратом функции пространственной когерентностиThe holographic method is closest in technical essence to the proposed method for determining spatial coherence. It consists in recording a hologram of a diffuse screen onto which the studied section of the source wave field is projected, for example, the laser end face [2]. At the same time this ;;; e section is projected onto. hologram plane with reference beam. If small portions of such a hologram are successively reconstructed with a narrow laser beam, then the intensity distribution in the reconstructed image will change in accordance with the degree of coherence of the source points belonging to the illuminated portion of the hologram. In the linear approximation, the 'intensity 3 N4 <R) in the image of the diffuse screen reconstructed by a small portion of the' hologram with coordinates r, is determined by the initial distribution of the intensity 4 (R) by the modulated square of the spatial coherence function

3(9)/г(у,р)/';3 (9) / g (y, p) / ';

где CfA— постоянный множитель, который определяется условиями записи голограммы и восстановления изображения и характеризует эффективность этого двухэтапного процесса преобразования, Таким образом, злая исходное распределение интенсивности и измеряя распределение интенсивности в восстановленном изображении,мы можем определить величину R)/'.where C fA is a constant factor, which is determined by the conditions for recording the hologram and image restoration and characterizes the effectiveness of this two-stage conversion process, Thus, the evil initial intensity distribution and measuring the intensity distribution in the reconstructed image, we can determine the value R) / '.

Кроме того, было получено . простое соотношение, позволяющее опрэделить пространственную когерентность· 'у , не измеряя от,цельно исходное распределение интенсивности. Действительно , восстанавливая голограмму через точку.с координатами Рм , мы для.точки восстановленного изображения _· с теми же координатами определяем величину С^Д(К), поскольку степень пространственной ко г ере итн ί э с ти точек волнового фронта по отношению к самой себе равна 1.Проводя такие измерения для всех точек изображения, ’определяют необходимое первоначальное распределение интенсивности, зная которое находят функцию пространственной когерентности.It was also received. a simple relation that allows one to determine the spatial coherence · 'y, without measuring off, the whole initial distribution of intensity. Indeed, restoring the hologram through a point with coordinates Р m , we determine the value С ^ Д (К) for the point of the reconstructed image _ · with the same coordinates, since the degree of spatial coherence of these points of the wave front with respect to Itself is equal to 1. Carrying out such measurements for all points of the image, they determine the necessary initial intensity distribution, knowing which they find the spatial coherence function.

В этом случае вычисляют функцию пространственной когерентности по формуле ’O(rArp<aCr3rpIn this case, the spatial coherence function is calculated by the formula 'O (r A rp <aCr 3 rp

-lill-lill

I' где 3(r.j г, ) — интенсивность изображения в точке г· при восстановлении в точке r,j голограммы; 3(г^ ) — интене сивность изображения в точке при восстановлении в точке голограммы;I 'where 3 (rj g,) is the image intensity at the point g · when restoring the hologram at the point r, j; 3 (r) - f int sivnost image at the point when recovering the hologram;

□ (r.j Г-f ) - интенсивность изображения з точке rj при восстановлении в точке Г · .□ (r.j Г-f) is the image intensity at the point rj upon restoration at the point Г ·.

Способ осуществляют устройством 15 для измерения пространственной когерентности исследуемого лазера, содержащим блок записи голограмм диффузного экрана, на который проецируется исследуемое сечение волнового поля ис20 точнйка, блок восстановления волнового поля источника, состоящий из (восстанавливающего) лазера, двух диафрагм, голограммы диффузного экрана, фотоумножителя с координатным устройствсм для перемещения источника света, блок регистрации дифференциальной интенсивности и блок вычисления степени пространственной когерентности, причем фотоумножитель через блок регистрации интенсивности связан с блоком вычисления степени пространственной когерентности.The method is carried out by a device 15 for measuring the spatial coherence of a laser under study, comprising a hologram recording unit for a diffuse screen onto which the studied wave field cross section is projected, a source recovery unit, consisting of a (recovery) laser, two diaphragms, a diffuse screen hologram, a photomultiplier with coordinate devices cm for moving a light source, a differential intensity registration unit and a unit for calculating the degree of spatial coherence and, moreover, the photomultiplier is connected through the intensity recording unit to the unit for calculating the degree of spatial coherence.

Однако при построении функции пространственной когерентности необходимо проводить большое число измерений, что является достаточно сложной экспериментальной задачей. Так, например, число измерений п, необходимое для определения функции пространственной когерентности N точек торца лазера относительно друг друга, равно К \ Косме того, практически сложно точно совместить координаты точек торца лазера. на голограмме и в восстановленном изображении.However, when constructing the spatial coherence function, it is necessary to carry out a large number of measurements, which is a rather complicated experimental task. So, for example, the number of measurements n necessary for determining the spatial coherence function N of the points of the laser end face relative to each other is equal to K \. Moreover, it is practically difficult to precisely coordinate the coordinates of the points of the laser end face. on the hologram and in the reconstructed image.

л Цель изобретения - ускорение процесса измерений пространственной когерентности излучения непрерывных и импульсных оптических квантовых генераторов . l The purpose of the invention is the acceleration of the process of measuring the spatial coherence of the radiation of continuous and pulsed optical quantum generators.

Для этого измеряют исходное распределение интенсивности исследуемого источника света, регистрируют интегральную интенсивность от всего восстановленного изображения путем сканирования по голограмме узким пучком 55 восстанавливающего лазера и определяют степень пространственной когерентности излучения исследуемого источника с вета по формулеTo do this, measure the initial distribution of the intensity of the light source under study, record the integrated intensity from the entire reconstructed image by scanning the hologram with a narrow beam 55 of the reconstructing laser, and determine the degree of spatial coherence of the radiation from the test source from the vet using the formula

где Зн(г) -- интегральная интенсивность восстановленного изображения источни5 ка света; Зо(г) — исходное распределение интенсивности исследуемого источника, света; сг - константа, определяемая из условия |у(о)|2 = 1.where Zn (g) is the integrated intensity of the reconstructed image of the light source; З о (г) is the initial intensity distribution of the studied source, light; c r is a constant determined from the condition | y (o) | 2 = 1.

В устройство для реализации спосо ба вводят дополнительно линзу, расположенную между голограммой и фотоумно жителем, и блок регистрации исходного распределения интенсивности исследуемого источника света, соединенный входом с блоком записи голограмм, а выходом с блоком вычисления степени про странственной когерентности.An additional lens, located between the hologram and the photomultiplier, and a unit for recording the initial intensity distribution of the studied light source connected to the input with the hologram recording unit and the output with the unit for calculating the degree of spatial coherence are additionally introduced into the device for implementing the method.

Запись голограммы ведется по известной схеме. Однако на этапе восстановления изображения малым участком голограммы, измеряется не дифферен- 15 циальная интенсивность в точке R изоб ражения, восстановленного при освещении точки г голограммы TJ(R, г) , а интегральная интенсивность от2всего изображения 0M(r) (R, г) d R, что 20 достигается фокусировкой всего изоб ражения на входе ФЭУ. Тогда имеет следующее соотношение, связывающее Зи(г) и |T(R,_r)|2 The hologram is recorded according to a known scheme. However, at the stage of image restoration by a small portion of the hologram, it is not the differential intensity at the point R of the image that was reconstructed by illuminating the point r of the hologram TJ (R, g), but the integral intensity from 2 of the entire image 0 M (r) (R, d) d R, that 20 is achieved by focusing the entire image at the input of the PMT. Then it has the following relation connecting З and (r) and | T (R, _r) | 2

25'25 '

--yj(R,ndiR--c3owaB J3p(.W]t|Vr, 0) где Зв — интенсивность восстанавливающего луча; 3O(R) - интенсивность излучения в точке R торца лазера. Предположив, что зависит лишь от х = = перейдем к правой части формулы (1) от интегрирования по dzR к ’ интегрированию по d2x. Тогда--yj (R, nd i R - c3 o wa B J3 p (.W] t | Vr, 0) where З в is the intensity of the restoring beam; 3 O (R) is the radiation intensity at the point R of the laser end face. , which depends only on x = =, we pass to the right-hand side of formula (1) from integration over d z R to integration over d 2 x. Then

Значение константы с1 может быть рассчитано, но как легко увидеть, уеловие нормировки I'J'io)!2· ~ 1 делает величину этой константы несущественной для построения распределения | γ (г) | . Уравнение (2) является интегральным уравнением с разностным ядром и может быть решено разложением в интег-^э рал Фурье. Тогда имеется pptr')elf”‘da-r где константа непосредственно определяется из условия |^(о)р = 1.The value of the constant with 1 can be calculated, but it is easy to see, the standardization normalization I'J'io)! 2 · ~ 1 makes the value of this constant inconsequential for constructing the distribution | γ (g) | . Equation (2) is an integral equation with a difference kernel and can be solved by expansion in the Fourier integral. Then there is p p tr ') e lf ”' d a -r where the constant is directly determined from the condition | ^ (o) p = 1.

Таким образом, для вычисления аппраксимационной однородной функции I'Tlx))2 необходимо экспериментально определить значение интегральной интенсивности Зи(г) и распределение интенсивности по торцу-лазера 0о(г) . Дальнейшие расчеты могут быть прове- 60 дены на ЭВМ или аналитически с использованием аппроксимаций функцииThus, in order to calculate the approximation homogeneous function I'Tlx)) 2, it is necessary to experimentally determine the value of the integrated intensity 3 and (r) and the intensity distribution over the laser end face 0 о (r). Further calculations can be carried out on a computer or analytically using approximations of the function

И По ·And P about ·

На фиг. 1 дана схема устройства, реализующего предлагаемый способ и·* ' 65 мерения пространственной когерентности источников света; на фиг. 2 и 3 представлены кривые зависимости функции пространственной когерентности (ФПК) от расстояния между точками на торце лазера, определенные предлагаемым и известным способами соответственно.In FIG. 1 shows a diagram of a device that implements the proposed method and · * '65 measuring the spatial coherence of light sources; in FIG. Figures 2 and 3 show the curves of the dependence of the spatial coherence function (FPK) on the distance between points at the laser end face, determined by the proposed and known methods, respectively.

Устройство для реализации способа состоит из блока 1 записи голограмм диффузного экрана, блока 2 регистрации исходного распределения интенсивности исследуемого источника света, блока 3 восстановления еолнового поля источника, блока 4 регистрации интегральной интенсивности, блока 5 вычисления степени пространственной когерентности, входами подключенного к выходам блока 4 регистрации интегральной интенсивности и блока 2 регистрации исходного распределения интенсивности. Блок 1 записи голограмм состоит из исследуемого ,лазера 6, прямоугольной диафрагмы 7, поворотных зеркал 8 и 9, линзы 10, проецирующей изображение торца лазера на диффузный экран 11, линзы 12, проецирующей изображение торца лазера 6 на фотопленку 13 (Микрат-900). Блок 3 восстановления волнового поля источника состоит из измерительного лазера 14, диафрагмы 15, голограммы 16 диффузного экрана, собирающей линзы 17, фотоумножителя 18. Измерительный лазер перемещается с помощью координатного устройства в двух взаимно перпендикулярных направлениях.A device for implementing the method consists of a unit 1 for recording holograms of a diffuse screen, a unit 2 for recording the initial intensity distribution of the investigated light source, a unit 3 for recovering the eolon field of the source, a unit 4 for recording the integrated intensity, a unit 5 for calculating the degree of spatial coherence, with inputs connected to the outputs of the unit 4 for recording integral intensity and block 2 registration of the initial intensity distribution. The hologram recording unit 1 consists of the investigated laser 6, a rectangular diaphragm 7, rotary mirrors 8 and 9, a lens 10 projecting an image of the laser end face onto a diffuse screen 11, a lens 12 projecting an image of the laser end face 6 onto photographic film 13 (Mikrat-900). The source wave field reconstruction unit 3 consists of a measuring laser 14, a diaphragm 15, a hologram 16 of a diffuse screen collecting lenses 17, a photomultiplier 18. The measuring laser is moved using a coordinate device in two mutually perpendicular directions.

Запись голограмм диффузного экрана 11, на который проецируется исследуемое сечение источника света, производилась в блоке 1 записи, изображенном на фиг. 1. В качестве исследуемого источника света использовался лазер б на красителе родамине 6 G с лазерной накачкой. Вплотную к торцу лазера располагалась прямоугольная диафрагма 7. Световой пучок лазера на красителе делили на два с помощью зеркал 8 и 9. Линзы 10 и 12 проецировали торец лазера 6 на диффузный экран 11 и на фотопленку 13, типа Микрат-900, на которой осуществлялась голографическая запись. Исходное распределение интенсивности по торцу лазера б определялось в блоке 2 методом фотографической фотометрии.The holograms of the diffuse screen 11, onto which the studied section of the light source is projected, were recorded in block 1 of the recording shown in FIG. 1. As the investigated light source, a laser pumped with rhodamine 6 G laser dye was used. A rectangular aperture 7 was located close to the end of the laser. The dye laser light was divided into two using mirrors 8 and 9. Lenses 10 and 12 projected the end of laser 6 onto a diffuse screen 11 and onto photographic film 13, such as Mikrat-900, on which a holographic film was performed record. The initial intensity distribution along the end face of laser b was determined in block 2 by photographic photometry.

Затем изображение диффузного экрана 11 восстанавливалось малым участком голограммы 16. Пучок Не—Ne (гелий-неонового) восстанавливающего лазера 14, проходя через диафрагму 15, диаметром 1 мм, перемещался по голограмме 16 в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Be# интенсивность восстановленного изображения диффузного экрана фокусировалась линзой 17 на вход фотоумножителя 18, который связан с блоком . 4 регистрации интегральной интенсивности. С блока 2 регистрации исходного распределения интенсивности Зо(г) и с блока 4 регистрации интегральной интенсивности Зи(г) информация поступает в блок 5 вычисления, где производится расчет функции-пространственной когерентности .Then, the image of the diffuse screen 11 was reconstructed by a small portion of the hologram 16. A beam of He – Ne (helium-neon) recovery laser 14, passing through the diaphragm 15, with a diameter of 1 mm, moved along the hologram 16 in two mutually perpendicular directions. Be # the intensity of the reconstructed image of the diffuse screen was focused by the lens 17 to the input of the photomultiplier 18, which is connected to the block. 4 registration of the integrated intensity. From block 2 of registration of the initial intensity distribution З о (g) and from block 4 of registration of the integrated intensity of З and (g), the information enters block 5 of calculation, where the function-spatial coherence is calculated.

Результаты измерения (г) и Зо(г) (см. формулу 3) показали, что они могут быть аппроксимированы гауссовым закономThe measurement results (g) and 3 o (g) (see formula 3) showed that they can be approximated by a Gaussian law

где хи, ум, х0, уо - соответствующие 15 экспериментально определенные константы. Тогда для (х) |1 имеемwhere x and , y m , x 0 , y o are the corresponding 15 experimentally determined constants. Then for (x) | 1 have

-g ν'2- - Х хоν ' 2 - - X x o 2 2

Подставляя в формулу (5) значение хоς и хи, находим среднее значениеSubstituting in the formula (5) the value of x oς and x and , we find the average value

Сравнивая кривые на фиг. 2 й 3, видим, что хотя ряд деталей в поведении не отражается в интегральной „„ кривой, в целом обе кривые фиг. 2 и фиг. 3 имеют сходный вид. Так зона когерентности, определенная из условий [^Г| = 1/2, полученная интегральным методом, составляет 0,57 мм, а голографическим методом 0,50 мм. Измерения степени пространственной когерентности были проведены для одной и той же вспышки лазера на красителе родамине 6 G с лазерной накачкой. Для сравнения чувствительности интеграль- 40 ного (описываемого) и голографического способов измерения проводились каждым способом по отдельности относительно одной и той же точки торца ла эти способа достаточно хорошо описывают функцию пространственной когерентности исследуемого лазера.Comparing the curves in FIG. 2, 3, we see that although a number of details in the behavior are not reflected in the integral curve, in general both curves of FIG. 2 and FIG. 3 have a similar appearance. So the coherence zone, determined from the conditions [^ T | = 1/2, obtained by the integral method, is 0.57 mm, and by the holographic method 0.50 mm. The spatial coherence was measured for the same laser-pumped rhodamine 6 G dye flash. In order to compare the sensitivity of the integrated (described) and holographic methods, the measurements were carried out individually by each method relative to the same end-point; these methods describe the spatial coherence function of the laser under study quite well.

Описанная принципиальная схема осуществления способа исследования пространственной когерентности излучения источников света доказывает, что этот способ может быть использован для определения функций пространственной когерентности как непрерывных, так и импульсных источников света. Этот способ позволяет определить точный вид функции пространственной когерентности, если функция исследуемого источника однородная, если же она неоднородна, то получим среднее значение функции пространственной когерентности излучэния, что является достаточно информативной характеристикой состояния когерентности.The described schematic diagram of the implementation of the method for studying the spatial coherence of radiation of light sources proves that this method can be used to determine the spatial coherence functions of both continuous and pulsed light sources. This method allows you to determine the exact form of the spatial coherence function, if the function of the source under study is homogeneous, if it is heterogeneous, then we obtain the average value of the spatial coherence function of radiation, which is a fairly informative characteristic of the coherence state.

Для подтверждения преимущества предлагаемого изобретения перед известным голографическим способом приводятся расчеты:To confirm the advantages of the invention over the known holographic method, the following calculations are given:

1. Для определения функции пространственной когерентности излучения между N точками торца лазера друг с другом голографическим способом необходимо N измерений, поскольку где r-f) — интенсивность изображения в точке при восстановлении в точке голограммы; 0(г^ , г <) - интенсивность изображения в точке Г| при восстановлении в точке τή· голограммы; 3(1^,г.;) - интенсивность изображения в течке rj при восстановлении в точке г· голограммы.1. To determine the spatial coherence function of the radiation between N points of the laser end face with each other in a holographic way, N measurements are necessary, since where rf) is the image intensity at the point when reconstructed at the point of the hologram; 0 (r ^, r <) is the image intensity at the point Г | upon restoration at the point τ ή · of the hologram; 3 (1 ^, g .;) is the image intensity in heat rj upon restoration of the hologram at the point g ·.

2, Для определения функции пространственной когерентности между точками торца лазера интегральным методом потребуется 2 N измерений зера.2, To determine the spatial coherence function between the points of the laser end face by the integral method, 2 N measurements of the grain are required.

Наблюдаемые расхождения во многом могут быть связаны с простейшей ainpostсимацией распределений и 30 - гауссовым законом. В этом простейшем приближении связь между полуширинами □ц,Э0 ^задаётся соотношениемThe observed discrepancies can be largely related to the simplest ainpostimulation of distributions and the 3 0 - Gaussian law. In this simplest approximation, the connection between the half-widths □,, 0 0 ^ is given by the relation

Хг(2Хгг) J хо * UX g (2X g -h g ) J x o * U

Описываемый интегральный метод определ'ения функции пространственной когерентности (ФПК) позволяет определить точный вид у— для однородных ФПК, а в случае, когда ФПК неоднород,на, он дает значение аппроксимирующей однородной функции у . й0The described integral method for determining the spatial coherence function (FPK) allows us to determine the exact form of y — for homogeneous FPKs, and in the case when the FPK is not uniform, on, it gives the value of an approximating homogeneous function y. th0

Проведенные голографически?^ и интегральным способами измерения Функции пространственной когерентности лазера на красителе родамине 6 G с лазерной накачкой показали, что обаThe holographic ^ ^ and integral methods of measurement The spatial coherence functions of a laser pumped rhodamine 6 G dye laser showed that both

где □цТ.г)— интегральная интенсивность восстановленного изображения источника света; 0о (г) - исходное распределение интенсивности источни- к а света; cj,- ко^танта, определяемая из условия (О) 1.where □ cT.g) is the integrated intensity of the reconstructed image of the light source; 0 o (g) is the initial intensity distribution of the light source a; cj, is the quantum determined from condition (0) 1.

В исследованиях функции пространственной когерентности (ФПК) излучения лазеров число точек торца лазера, между которыми устанавливается корреляция N порядка 200, следовательно при использовании предлагаемого интегрального метода необходимо -400 измерений, при использовании голографического метода -40000 измерений. Применение предлагаемого техническо го решения по сравнению с известным даст возможность на два порядка ускорить процесс измерения пространственной когерентности излучения как непрерывных, так и импульсных оптических квантовых генераторов за счет измерения интегральной интенсивности вое·’·, становленного изображения исследуемого источника света.In studies of the spatial coherence function (FPC) of laser radiation, the number of laser endpoints between which a correlation of N is established is of the order of 200, therefore, when using the proposed integral method, -400 measurements are necessary, when using the holographic method -40000 measurements. The application of the proposed technical solution, as compared with the known one, will make it possible to accelerate the process of measuring the spatial coherence of radiation of both continuous and pulsed optical quantum generators by two orders of magnitude by measuring the integrated intensity of the vo · ’·, established image of the light source under study.

Claims (2)

оси не измен етс ,. Включив в данную схему исследуемый источник света , голограмма-интерферометр создаст в первом пор дке дифракции два о.цинаковых , но сдвинутых волновых пол , Интенсивность интерференционных :joлос , возникающих в области перекрыти  этих полей, измер етс  фотоумножителем- , Наиболее близок по технической cyi-цности к предлагаемому способу определени  пространственной когерентности голографический способ,.- заключающийс  в записи гологра 1мы диффузного экрана, на который проецируетс  исследуемое сечение волнового пол  источника, например;торец ла зера 2. Одновременно это же сечение проецируетс  на. плоскость голо , референтным пучком. Если посл довательно восстанавливать небольшие участки такой голограммы узким лазера, то распределение интенсивкос тк в восстановленном изображении будет мен тьс  в соответствии со степ€: нью когерентности точек источника, принадлежащих к просвечиваемому учас ку голограммы. В линейном приближешн интенсивность Зцд(К) в изображении ди фузного экрана.- восст 1нов.ленном мгшы участком голограммы с координатами г:, определ етс  исходным распределением интекслвности 3 (R) промодулиЕЮванным квадратом функции пространстве ч н о и к о г е р е к т к о с т i : гда посто нный мно ;:нте.лъ, который определ етс  ycj;OBnHMK запис:И го лограммы к Еосстановлени  кзобрз.жени  и характеризует эФфективност-ь этого двукэтапного процЕсс а vipeCiCpaзоээни . Таким образом, зна  ис ;одное: распределение вктпнсизности и измер   распределение интенсивнсхт;; в восстановленно.м изображении мъ1 i.-зо Кроме того, было получено простое соотношение, позвол.ЯгОгоее оггрз- .целит ь пространс ТВ ей ную коге ре наностЬ J , не измер   отдельно кс-.хсдное распределение иитенсивкости, Де ствительно , восстанавлива  голограм му через точку, с коор.щ-;натс1ми R,, , мы дл . точки восстановленного изобра.же ни ;с теми же координатами определ ем величину (R), поскольку сте пень прСютранственной когервиткССти точек волнового фронта по отношен ю к самой себе равна 1.Провод  измерени  дл  всех точек изобразкен.и Определ ют необходимое первоиа1а.льн распределение интенсивности, зна  которое наход т функцию простраиственкой когерентности. В этом случае вычисл ют функцию ространственной когерентности по форуле i Г(г.о(т -g-i . - . 1JLJL QЧЛо acv-r vair r-) де J ( rj ) интенсивность изображеи  в точке г при восстановлении в очке г; голограммы; 0(г: г.- ) - интенивность изображени  в точке г.; при осстановлении в точке голограммы; .-) - интенсивность изображени  точке r.j при восстановлении в точе . Способ осуществл ют устройством л  измерени  пространственной когеентности исследуемого лазера, содер-а1дим блок записи голограмм диффузного экрана, на. который проецируетс  исследуемое сечение волново.го пол  источнк ка , блок восстановлени  волнового пол  источника, состо щий из (восстанавливающего ) лазера, двух диафрагм , голограммы диффузного экрана, фотоумножител  с координатным устройством дл  перемещени  источника света , блок регистрации дифференциальной интенсивности и блок вычислени  степени пространственной когерентности, причем фотоумножитель через блок регистрации интенсивности св зан с блоком вычислени  степени пространственной ко.герентности. Однако при построении функции пространственной когерентности необходимо проводить большое число измерений, что ЯЕ.л етс  достаточно сложной экспери .5екта.льной задачей. Так, например, число измерений п, необходимое дл  определени  функции пространственной когерентности N точек торца лазера относительно друг друга, равно К . Кроме того, практически сложно точно совместить координаты точек торца лазера на голограмме и в восстановленном изображении. Цель изобретени  - ускорение процесса измерений пространственной когерентности излучени  непрерывных и импульсных оптически.х квантовых генераторов , Рд1Я этого измер ют исходное распределение интенсивности исследуемого источника света, регистрируют интегральную интенсивность от всего восстановленного изображени  путем сканировани  по голограмме узким пучком восстанавливающего лазера и определ ют степень пространственной когерентности излучени  иссле.цуемого источника с в е т а. по формуле г 2иШ Р -2 -„рГ р , Т(.,, Jd-pe Japtne P dV где 3|.j(r) - интегральна  интенсивность восстановленного изображени  источника света; v3o(j) исходное распредел ние интенсивности исследуемого источ ника, света; Cj - константа, определ  ема  из услови  1.° В устройство дл  реализации спосо ба ввод т дополнительно линзу, распе женную между голограммой и фотоумножителем , и блок регистрации исходног распределени  интенсивности исследуе мого источника света, соединенный вх дом с блоком записи голограмм, а выходом с блоком вычислени  степени пр странственной когерентности. Запись голограммы ведетс  по известной схеме. Однако на этапе восст новлени  изображени  малым участком голограммы, измер етс  не дифференциальна  интенсивность в точке R изо ражени , восстановленного при освеще нии точки г голограммы -71 (R, г) , а интегральна  интенсивность от всего изображени  Оу,(г) JD(R, г) d R, что достигаетс  фокусировкой всего изображени  на входе ФЭУ. Тогда имеет сле дующее соотношение, св зывающее 3ц(г и |Г(К,г)| )--Ja(R,r)a R--ca сна jDptwiTlVR, (i) где 3 - интенсивность восстанавливающего луча; (R) - интенсивность излучени  в точке R торца лазера. Предположив , что У зависит лишь от х - R , перейдем к правой части фор мулы (1) от интегрировани  по d R к интегрированию по d х. Тогда llS-- pt- nruild. Значение константы с может быть рассчитано , но как легко увидеть, условие нормировки JTtojp делает величину этой константы несущественной дл  построени  распределени  |у-(г)| Уравнение (2)  вл етс  интегральным уравнением с разностным  дром и может быть решено разложением в интег рал Фурье. Тогда имеетс  г ЗиСИ ipr а X . -l-f.--b..,P) где константа С непосредственно опре дел етс  из услови  jJ(o)|2. 1. Таким образом, дл  вычислени  аппраксимационной однородной функции 1ЗГ(х)) необходимо экспериментально определить значение интегральной интенсивности vly,(r) и распределение интенсивности по торцу-лазера OQ(г), Дальнейшие расчеты могут быть проведены на ЭВМ или аналитически с использованием аппроксимаций функции Оу, иЗо . На фиг. 1 дана схема устройства, реализующего предл агаемый способ и- мерени  пространственной когерентности источников света; на фиг. 2 и 3 представлены кривые зависимости функции пространственной когерентности (ФПК) от рассто ни  между точками на торце лазера, определенные предлагаемым и известным способами соответственно . Устройство дл  реализации способа состоит из блока 1 записи голограмм диффузного экрана, блока 2 регистрации исходного распределени  интенсивности исследуемого источника света, блока 3 восстановлени  волнового поп  источника, блока 4 регистрации интегральной интенсивности, блока 5 вычислени  степени пространственной когерентности , входами подключенного к выходам блока 4 регистрации интегральной интенсивности и блока 2 регистрации исходного распределени  интенсивности . Блок 1 записи голограмм состоит из исследуемого ,лазера 6, пр моугольной диафрагмы 7, поворотных зеркал 8 и 9, линзы 10, проецирующей изображение торца лазера на диффузный экран 11, линзы 12, проецирующей изображение торца лазера 6 на фотопленку 13 (Микрат-900). Блок 3 восстановлени  волнового пол  источника состоит из измерительного лазера 14, диафрагмы 15, голограммы 16 диффузного экрана, собирающей линзы 17, фотоумножител  18. Измерительный лазер перемещаетс  с помощью координатного устройства в двух взаимно перпендикул рных направлени х. Запись голограмм диффузного экрана 11, на который проецируетс  исследуемое -сечение источника свёта производилась в блоке 1 записи, изображенном на фиг. 1. В качестве исследуемого источника света использовалс  лазер б на красителе родамине 6 G с лазерной накачкой. Вплотную к торцу лазера располагалась пр моугольна  диафрагма 7. Световой пучок лазера на красителе делили на два с помощью зеркал 8 и 9, Линзы 10 и 12 проецировали торец лазера 6 на диффузный экран 11 и на фотопленку 13, типа Микрат-900 , на которой осуществл лась голографическа  запись. Исходное распределение интенсивности по торцу лазера 6 определ лось в блоке 2 методом фотографической фотометрии. Затем изображение диффузного экрана 11 восстанавливалось малым участком голограммы 16. Пучок He-Ne (гелий-неонового ) восстанавливающего лазера 14, проход  через диафрагму 15, диаметром 1 мм, переме г1алс  по голограмме 16 в двух взаимно перпендикул рных направлени х. Вс  интенсивность восстановленного изображени  диффузного экрана фокусировалась линзой 17 на вход фотоумножител  18, который св зан с блоком . 4 регистрации интегральной интенсивности, С блока 2 регистрации исходного распределени  интенсивности Оо блока 4 регистрации интегральной интенсивности dulr) информаци  поступает н блок 5 вычислени , где производитс  расчет функции-пространственной когерентности . Результаты измерени  Э, (г) н Оо(г) (см, формулу 3) показали, что они могут быть аппроксимированы гауссовым законом /а 1 (.} -(&amp;-Ы wN,-;, w-( Vo apCrV-j te ° где х, у , Хр, УО - соответствующие экспериментально определенные констан ты. Тогда дл  |У(х)( имеем 1 ° К .i &amp;.-к . I Подставл   в формулу (5) значение XQ и Х(, находим среднее значение ()|. Сравнива  кривые на фиг, 2 и 3, видим, что хот  р д деталей в поведе нии fy не отражаетс  в интегральной кривой, в целом обе кривые фиг, 2 и фиг, 3 имеют .сходный вид. Так зона когерентности, определенна  из условий fJrl 1/2, полученна  интегральным методом, составл ет 0,57 MJVI, а голографическим методом 0,50 мм. Измерени  степени пространственной когерентности были проведены дл  одной и той же вспышки лазера на красителе родамине 6 G с лазерной накачкой. Дл сравнени  чувствительности интеграль ного (описываемого) и голограф:аческо го способов измерени  проводились ка дым способом по отдельности относительно одной и той же точки то:рца ла зера , Наблюдаемые расхождени  во ;чногом могут быть св заны с простейгией аппр симацией распределений Oj., и OQ - гауссовгз м законом, В этом простейшем при ближении св зь между полуширигсами Зц ,ао,1Гзадаетс  соотношением ) О и Описываемый интегральный метод определени  функции пространств ннэй когерентности (ФПК) позвол ет определить точный вид у- дл  однородных ФПК, а в случае, когда ФПК неоднород , на, он дает значение аппроксимирующей однородной, функции . Проведенные голографическим к интегральным способами измерени  функции пространственной когерентности лазера на красителе родам} не 6 G с лазерной накачкой .показали, что оба эти способа достаточно хорошо описывают функцию пространственной когерентности исследуемого лазера. Описанна  принципиальна  схема осуществлени  способа исследовани  пространственной когерентности излучени  источников света доказывает, что этот способ может быть использован дл  определени  функций пространственной когерентности кав: непрерывных, так и импульсных источников света. Этот способ позвол ет определить точный вид функции пространственной когерентности , если функци  исследуемого источника однородна , если же она неоднородна , то получим среднее значение функции пространственной когерентности излучэни , что  вл етс  достаточно информативной характеристикой состо ни  когерентности. Дл  подтверждени  преимущества предлагаемого изобретени  перед известным голографическим способом привод тс  расчеты: 1 . Дл  определени  функции пространственной когерентности излучени  между N точками торца лазера друг с другом голографическим способом необходимо N измерений, поскольку i,,, T-M)h| .г,)гЗ(.) где D(r r-f) - интенсивность изображени  в точке г при восстановлении в точке голограммы; 0(, г-) - интенсивнбсть изображени  в точке Г грагч1мы; 0(г.,г.;) - интенсивность изображени  3 точке г; при восстановлении в точке г- голограмгч1ы, 2, Дл  определени  функции пространственной когерентности между точками торца лазера интегральным методом потребуетс  2 N измерений r(.) JapCne P-d где Оц1г)- интегральна  интенсивность восстановленного изображени  источника света (г) - исходное распределение интенсивности источни- к а света ;с - кож: танта, определ ема  из услови  Iy (О) j г 1. В исследовани  с функции пространственной когерентности (ФПК) излучени  лазеров число точек торца лазера, между которыми устанавливаетс  коррел ци  N пор дка 200, следовательно при использовании предлагаемого интегрального метода необходимо -400 измерений , при использовании голографического метода -40000 измерений. Применение предлагаемого технического решени  по сравнению с известным даст возможность на два пор дка уско рить процесс измерени  пространстве ной когерентности излучени  как непр рывных, так и импульсных оптических квантовых генераторов за счет измерени  интегральной интенсивности вос становленного изображени  исследуемого источника света. Формула изобретени  1. Способ измерени  пространствен ной когерентности источников света, заключающийс  в записи голограммы диффузного экрана, на который проецируетс  исследуемое сечение волново го пол  источника, отличающийс  тем, что, с целью ускорени  процесса измерений, измер ют исходное распределение интенсивности исследуемого источника света, регист рируют интегральную интенсивность от всего восстановленного изображени  путем сканировани  по голограмме узким пучком восстанавливсиощего лазера и определ ют степень пространственной когерентности излучени  исследуемого источника света по формуле , . 2 , . гф11 2 р1Ъу-,г bp( где (r) - интегральна  интенсивнос восстановленного изображени  источни ка света; Ло(г) - исходное распределе ние интенсивности исследуемого источника света; Cg - константа, непосредственно определ ема  из услови  if(o} 1. 2, Устройство дл  реализации спосоia по п. 1, содержащее блок записи голограмм диффузного экрана, блок вос« становлени  волнового пол  источника, состо щий из лазера, диафрагмы, голограммы диффузного экрана, фотоумножител , координатного устройства дл  перемещени  источника света, блок регистрации интенсивности, блок вычислени  степени пространственной когерентности , причем фотоумножитель через блок регистрации интенсивности св зан с блоком вычислени  степени пространственной когерентности, отличающеес  тем, что в него введены линза, расположенна  между голограммой и фотоумножителем, и блок регистрации исходного распределени  интенсивности исследуемого источника света, соединенный входом с блоком записи голограмм, а выходом с блоком вычислени  степени пространственной когерентности. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Голографи , Методы и аппаратура . - Под. ред, В. м. Гинзбург, Б. М. Степанова. - М.: Советское раио , 1974, с. 309-314. the axis does not change,. Including the light source being investigated in this scheme, the hologram-interferometer will create in the first order of diffraction two o.zinc, but shifted wave fields. The interference intensity: the jets arising in the overlap area of these fields is measured by a photomultiplier. values to the proposed method for determining the spatial coherence of the holographic method .- consisting in recording a holographic screen of a diffuse screen onto which the studied section of the source's wave field is projected, for example p; end of laser 2. At the same time, the same section is projected onto. the plane is bare, the reference beam. If one gradually restores small areas of such a hologram to a narrow laser, then the intensity distribution in the reconstructed image will vary in accordance with the degree of coherence of the source points belonging to the translucent part of the hologram. In the linear approximation, the intensity Sf (K) in the image of the diffuse screen. Restored by a hologram with the coordinates r :, is determined by the initial distribution of the 3 (R) interslvliness by the modulated square of the space function. k t to about a t i: where the constant set;: nte.lb, which is defined by ycj; OBnHMK is written: The holograms for the recovery of shrinkage and characterize the two-step process of vipeCiCprazoeeni. Thus, it is known; one thing: the distribution of internal extensions and the measurement of the intensity distribution ;; in the restored m. image m1 i.-zo In addition, a simple relationship was obtained, allowing. The spacer has a target coherent space J, not measured separately by cc-h. Total distribution of intensity, It is real, by restoring the hologram mu through the point, with the co-ord. points of the reconstructed image; with the same coordinates, we determine the value (R), since the degree of spatial coherence of the wavefront points in relation to itself is equal to 1. Measurement wire for all points of the image and determine the necessary first distribution intensity, which is a function of spatial coherence. In this case, the spatial coherence function is calculated by the forum i Γ (go (t -gi. -. 1JLJL QCLLo acv-r vair r-) de J (rj) image intensity at point g when restored in point g; hologram; 0 (g: r-) is the intensity of the image at the point r; when the hologram is restored at the point; .-) is the intensity of the image at the point rj when reconstructing at the point. The method is carried out by measuring the spatial coherence of the laser under investigation, containing a diffuse screen hologram recording unit, on. which is being projected the studied section of the wave field of the source, a source wave field recovery unit consisting of a (regenerating) laser, two diaphragms, a diffuse screen hologram, a photomultiplier with a coordinate device for moving the light source, a spatial intensity unit coherence, the photomultiplier being connected via the intensity detection unit with the computing unit of the degree of spatial coherence. However, when constructing the spatial coherence function, it is necessary to carry out a large number of measurements, which is a rather complicated experimental task. So, for example, the number of measurements n needed to determine the spatial coherence function of the N points of the laser end face relative to each other is K. In addition, it is almost difficult to accurately align the coordinates of the points on the end of the laser on the hologram and in the reconstructed image. The purpose of the invention is to accelerate the measurement of the spatial coherence of radiation of continuous and pulsed optical quantum generators, Pd1A, this measures the initial distribution of the intensity of the light source under investigation, records the integrated intensity of the entire reconstructed image by scanning a hologram with a narrow beam of a regenerating laser and determining the degree of spatial coherence radiation of the source of research. according to the formula g 2iSH P -2 - „РГ p, T (. ,, Jd-pe Japtne P dV where 3 | .j (r) is the integral intensity of the reconstructed image of the light source; v3o (j) the initial intensity distribution of the source under investigation light; Cj is a constant determined from condition 1. ° The device for realizing the method is additionally introduced a lens dispersed between a hologram and a photomultiplier, and a unit for registering the source intensity distribution of the light source under investigation, connected to the hologram recording unit , and output with a space computing unit coherence. The hologram is recorded according to the well-known scheme. However, at the stage of restoring an image with a small portion of the hologram, it is not the differential intensity at the R point of the image reconstructed by illumination of the h-hologram -71 (R, d), but the integral intensity from the whole image Oy, (d) JD (R, d) d R, which is achieved by focusing the entire image on the input of the photomultiplier, then it has the following relation connecting 3g (r and | r (K, d) | ) - Ja (R, r) a R - ca sleep jDptwiTlVR, (i) where 3 is the intensity of the regenerating beam; (R) is the radiation intensity at point R of the laser end face. Assuming that Y depends only on x - R, we proceed to the right-hand side of the formula (1) from the integration over d R to the integration over d x. Then llS-- pt- nruild. The value of the constant с can be calculated, but as is easy to see, the normalization condition JTtojp makes the value of this constant irrelevant for the construction of the distribution | y- (r) | Equation (2) is an integral equation with a difference core and can be solved by decomposition into a Fourier integral. Then there is z ziSI ipr and X. -l-f .-- b .., P) where the constant C is directly determined from the condition jJ (o) | 2. 1. Thus, to calculate the uniform approximation of the 1GG (x) homogeneous function, it is necessary to determine experimentally the value of the integrated intensity vly, (r) and the intensity distribution over the end-face of the laser OQ (g). Further calculations can be performed on a computer or analytically using approximations Oy, iZo functions. FIG. 1 is a diagram of a device that implements the proposed method of measuring the spatial coherence of light sources; in fig. Figures 2 and 3 show the curves of the dependence of the spatial coherence function (FPC) on the distance between points on the laser face, determined by the proposed and known methods, respectively. A device for implementing the method consists of a block 1 for recording diffuse screen holograms, a block 2 for registering the initial intensity distribution of the light source under study, a block 3 for restoring a wave pop source, a block 4 for recording the integrated intensity, a block 5 for calculating the degree of spatial coherence, for inputs connected to the outputs of block 4 for registering integral intensity and unit 2 for recording the initial intensity distribution. The hologram recording unit 1 consists of a laser 6, a rectangular diaphragm 7, turning mirrors 8 and 9, a lens 10 projecting the image of the laser end on a diffuse screen 11, a lens 12 projecting the image of the laser end 6 on photographic film 13 (Micrat 900) . The source field waveform recovery unit 3 consists of a measuring laser 14, a diaphragm 15, a hologram 16 of a diffuse screen, a collecting lens 17, and a photomultiplier 18. The measuring laser is moved with a coordinate device in two mutually perpendicular directions. The recording of the holograms of the diffuse screen 11 onto which the subject is projected is a cross section of the light source produced in block 1 of the recording shown in FIG. 1. A laser b based on a laser pumped rhodamine 6 G dye laser was used as the light source under study. Right at the end of the laser, a diaphragm 7 was located. The dye laser beam was divided into two using mirrors 8 and 9, Lens 10 and 12 projected the laser end 6 onto a diffuse screen 11 and onto a film 13, of the type Micrat 900, on which holographic recording. The initial intensity distribution over the end face of laser 6 was determined in block 2 by photographic photometry. Then the image of the diffuse screen 11 was reconstructed by a small portion of the hologram 16. A beam of He-Ne (helium-neon) recovery laser 14, passage through the diaphragm 15, 1 mm in diameter, shifted over the hologram 16 in two mutually perpendicular directions. The entire intensity of the reconstructed image of the diffuse screen was focused by a lens 17 to the input of the photomultiplier 18, which is associated with the block. 4 of the registration of the integrated intensity, C of the block 2 of the registration of the initial intensity distribution OO of the block 4 of the registration of the integrated intensity dulr) information is received in block 5 of the calculation, where the function-spatial spatial coherence is calculated. The measurement results of E, (g) n Oo (g) (cm, formula 3) showed that they can be approximated by the Gaussian law / a 1 (.} - (&amp; W wN, - ;, w- (Vo apCrV- j te ° where x, y, Xp, EQ are the corresponding experimentally determined constants. Then for | Y (x) (we have 1 ° K .i &amp; K). I Substitute the value XQ and X in formula (5) ( , we find the mean value () |. Comparing the curves in FIGS. 2 and 3, we see that although a number of details in the behavior of fy do not reflect in the integral curve, in general both curves of FIGS. 2 and FIG. 3 have a similar appearance. So the coherence zone, determined from the fJrl 1/2 conditions, is obtained and the integral method is 0.57 MJVI and the holographic method is 0.50 mm. The spatial coherence was measured for the same rhodamine 6 G laser pumped dye laser flash. To compare the sensitivity of the integrated (described) and holographic : The measurement methods were carried out by each method separately with respect to the same point: RPC laser, The observed discrepancies in which can be associated with the simplest approximation of the Oj. distributions, and OQ - by the Gaussian law, In this section the closest approximation is the relationship between the halfhigrims of Cr, ao, 1G is given by the relation) O and The described integral method of determining the function of spaces nnei coherence (FPC) allows us to determine the exact form of y for homogeneous FPC, and in the case where the FPC is heterogeneous, on, it gives value of approximating homogeneous function. The holographic to integral methods of measuring the spatial coherence function of a dye laser genera of laser-pumped non 6 G laser showed that both of these methods sufficiently well describe the spatial coherence function of the laser under study. The schematic diagram of the implementation of the method for studying the spatial coherence of the radiation of light sources proves that this method can be used to determine the spatial coherence functions of kav: continuous and pulsed light sources. This method allows to determine the exact form of the spatial coherence function, if the source function is homogeneous, but if it is non-uniform, then we obtain the average value of the spatial coherence function of the radiation, which is a fairly informative characteristic of the coherence state. In order to confirm the advantages of the invention proposed over the known holographic method, the following calculations are made: 1. To determine the spatial coherence function of the radiation between the N points of the laser end face with each other in a holographic way, N measurements are necessary, since i ,, T M M) h | . г,) гЗ (.) where D (r r-f) is the intensity of the image at the point г when restored at the hologram point; 0 (, d-) is the intensity of the image at the point Γ of the grammar; 0 (g, g;) - intensity of the image of 3 point g; when reconstructing at a point h-hologram, 2, to determine the spatial coherence function between the points of the laser butt end by the integral method, 2 N measurements r (.) JapCne Pd where σ (r1) is the integral intensity of the reconstructed image of the light source (g) is required to light; c — skin: tanta, determined from the condition Iy (O) j g 1. In a study with the spatial coherence function (FPC) of laser radiation, the number of laser end points between which a correlation is established is N of the order of 200, edovatelno when using the proposed method requires integral -400 measurements using holographic method -40000 measurements. The application of the proposed technical solution in comparison with the known one will make it possible to speed up the measurement process of the spatial coherence of radiation of both continuous and pulsed optical quantum generators by measuring the integrated intensity of the reconstructed image of the light source under investigation. Claim 1. A method of measuring the spatial coherence of light sources, consisting in recording a hologram of a diffuse screen onto which a section of a wave field of a source is projected, characterized in that, in order to accelerate the measurement process, the initial intensity distribution of the light source under investigation is measured the integrated intensity from the entire reconstructed image is scanned by scanning a hologram with a narrow beam of the restoration laser and the extent of coherence of radiation of the investigated light source by the formula,. 2,. gf11 2 p1b-, g bp (where (r) is the integrated intensity of the reconstructed image of the light source; Lo (g) is the initial distribution of the intensity of the investigated light source; Cg is a constant directly determined from the condition if (o} 1. 2 An apparatus for realizing the method according to claim 1, comprising a diffuse screen hologram recording unit, a source wave field recovery unit consisting of a laser, a diaphragm, a diffuse screen hologram, a photomultiplier, a coordinate device for moving the light source, an intensive recording unit Spits, a unit for calculating the degree of spatial coherence, the photomultiplier being connected via an intensity recording unit with a unit for calculating the degree of spatial coherence, characterized in that a lens is inserted between the hologram and the photomultiplier, and the recording unit for the initial intensity distribution of the light source under investigation, connected by an input with a hologram recording unit, and an output with a unit for calculating the degree of spatial coherence. Sources of information taken into account in the examination 1.Golography, Methods and equipment. - Under. ed., V. m. Ginzburg, B. M. Stepanova. - M .: Soviet raio, 1974, p. 309-314. 2.Стаселько Д. И. и др. Голографический метод измерени  функций протранственной когерентности. - Оптика спектроскопи , 1973, т. 34, 3, , 561 (прототип).2. Staselko, DI, et al. Holographic method for measuring the protractional coherence functions. - Optics spectroscopy, 1973, t. 34, 3, 561 (prototype). (МН(PL -0.8 -as -ол -0.2 о 0,2 0,1} 0,6 ом-0.8 -as -ol -0.2 about 0.2 0.1} 0.6 ohm 0,8-0,6 -0,l -0,2 О III ОЛ 0,6 0,80.8-0.6-0, l -0.2 O III OL 0.6 0.8 .2.2 Фиг.55
SU762429687A 1976-12-13 1976-12-13 Method and device for measuring spatial coherence of light sources SU736236A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762429687A SU736236A1 (en) 1976-12-13 1976-12-13 Method and device for measuring spatial coherence of light sources

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762429687A SU736236A1 (en) 1976-12-13 1976-12-13 Method and device for measuring spatial coherence of light sources

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU736236A1 true SU736236A1 (en) 1980-05-25

Family

ID=20686522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762429687A SU736236A1 (en) 1976-12-13 1976-12-13 Method and device for measuring spatial coherence of light sources

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU736236A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5796498A (en) Holographic imaging
Adams et al. Particle size and position measurement with digital holography
US6208416B1 (en) Method and apparatus for measuring shape of objects
JP5130311B2 (en) System and method for recovering wavefront phase information
US7127109B1 (en) Digital interference holographic microscope and methods
US8129703B2 (en) Intraoral imaging system and method based on conoscopic holography
US7088455B1 (en) Methods and apparatus for material evaluation using laser speckle
KR20100023888A (en) Three dimentional imaging
CN111141706B (en) Three-dimensional imaging method through scattering medium wide field
US10409048B2 (en) Method and apparatus for ultrafast time-resolved digital holography
CN113298700B (en) High-resolution image reconstruction method in scattering scene
US5214581A (en) Method for object reconstruction from x-ray holograms
US4955974A (en) Apparatus for generating x-ray holograms
CN110864817B (en) Non-interference quantitative phase imaging method based on single-pixel detector
SU736236A1 (en) Method and device for measuring spatial coherence of light sources
Gates Holography with scatter plates
JPH1123372A (en) Method and apparatus for light-wave coherence image
Ford et al. Projection registration in reflective tomography
Voelz et al. SCIP computer simulation and laboratory verification
RU2808933C1 (en) Method for compensation of phase distortions of wave front based on light field
CN113176209B (en) Ultrasonic modulation optical imaging method
Das et al. Speckle Correlation Based Single-Shot Wide-Field Imaging
Mukherjee et al. SLM aided noninvasive imaging through thin scattering layers
Kajiki et al. Three-dimensional shape measurement using images reconstructed by the computer from a hologram
RU2177163C2 (en) Procedure of complex evaluation of parameters of image converters and device for its realization