Продольная когерентность оптического поля протяженного пространственно некогерентного источника

Рябухо В.П., Лякин Д.В., Лычагов В.В.

Аннотация:
Рассматривается продольная когерентность оптического поля протяженного пространственно некогерентного источника света в зависимости от ширины частотного и углового спектров этого поля. Получены выражения для функции и длины продольной когерентности оптического поля в зависимости от ширины частотного и ширины углового спектров поля. Обсуждается конкурирующее влияние углового и частотного спектров поля на его продольную когерентность. Выполнены экспериментальные исследования с использованием сканирующего интерферометра Майкельсона продольного сдвига, подтверждающие теоретические результаты.

Ключевые слова:
оптическая когерентность, длина когерентности, функция когерентности, интерференция волн, интерферометр Майкельсона.

Литература:

  1. Борн, М. Основы оптики / М. Борн, Э. Вольф; пер. с англ. – М.: Наука, 1973. – 720 с. (M. Born and E. Wolf. Principles of Optics, 4st. ed. / Pergamon Press. Oxford, 1970)
  2. Мандель, Л. Оптическая когерентность и квантовая оптика / Л. Мандель, Э. Вольф – М.: Наука. Физматлит, 2000. – 896 с. (L. Mandel and E. Wolf. Optical Coherence and Quantum Optics, 1st. ed. / Cambridge University Press. Cambridge, 1995)
  3. Сороко, Л.М. Основы голографии и когерентной оптики / Л.М. Сороко – М.: Наука, 1971. – 616 с. (L.M. Soroko. Holography and Coherent Optics / Plenum Press. New York, 1980)
  4. Рытов, С.М. Введение в статическую радиофизику. Ч.2. Случайные поля / С.М. Рытов, Ю.А. Кравцов, Б.И. Татарский – М.: Наука, 1978. – 464 с. (S.M. Rytov, Yu.A. Kravtsov, and V.I. Tatarskii. Principles of Statistical Radiophysics, vol. I-IV / Springer-Verlag. Berlin, 1987)
  5. Ахманов, С.А. Введение в статистическую радиофизику и оптику / С.А. Ахманов, Ю.Е. Дьяков, А.С. Чиркин – М.: Наука, 1981. – 640 с.
  6. Гудмен, Дж. Статистическая оптика / Дж. Гудмен; пер. с англ. – М .: Мир, 1988. – 528 с. (J.W. Goodman. Statistical optics / John Wiley & Sons. New York, 1985)
  7. Zarubin, A.M. Three-dimensional generalization of Van Cittert-Zernike theorem to wave and particle scattering // Opt. Commun. – 1993. – Vol. 100 – P. 491-507.
  8. Ryabukho, V.P. Interference of laser speckle fields / V.P. Ryabukho, I.S. Klimenko, L.I. Golubentseva // Proc. SPIE. – 1994. – Vol. 2340. – P. 513-522.
  9. Rosen, J. Longitudinal partial coherence of optical radiation / J. Rosen, A. Yariv // Opt. Commun. – 1995. – Vol. 117. – P. 8-12.
  10. Локшин, Г.Р. Пространственная периодичность в когерентных, некогерентных и спекл-полях / Г.Р. Локшин, А.В. Ученов, М.А. Энтин // Радиотехн. и электрон. – 2000. – Т. 45, № 4. – С. 416-426.
  11. Ryabukho, V. Influence of longitudinal spatial coherence on signal of a scanning interferometer / V. Ryabukho, D. Lyakin, M. Lobachev // Opt. Lett. – 2004. – Vol. 29, N 7. – P.667-669.
  12. Рябухо, В.П. Эффекты продольной пространственной когерентности света в интерференционном эксперименте / В.П. Рябухо, Д.В. Лякин, М.И. Лобачев // Опт. и спектр. – 2005. – Т .98, №2. – С .309-320.
  13. Ryabukho, V. Longitudinal pure spatial coherence of a light field with wide frequency and angular spectra / V. Ryabukho, D. Lyakin, M. Lobachev // Opt. Lett. – 2005. – Vol. 30, N 3. – P.224-226.
  14. Рябухо, В.П. Теорема Винера-Хинчина в теории пространственной когерентности в курсах статистической оптики и радиофизики / В.П. Рябухо, Д.В. Лякин // Физ. Обр. в вузах. – 2005. – Т.11. – В. 3. – С. 107-118.
  15. Рябухо, В.П. Продольная чисто пространственная когерентность светового поля / В.П. Рябухо, Д.В. Лякин, В.В. Лычагов // Опт. и спектр. – 2006. – Т. 100, № 5. – С. 807-816.
  16. Abdulhalim, I. Theory for double beam interference microscopes with coherence effects and verification using the Linnik microscope // J. of Modern Optics. – 2001. – Vol. 48, N 2. – P.279-302.
  17. Abdulhalim, I. Competence between spatial and temporal coherence in full field optical coherence tomography and interference microscopy // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. – 2006. Vol. 8. – P.952–958.
  18.  Rosen, J. Longitudinal spatial coherence applied for surface profilometry // J. Rosen, M. Takeda // Appl. Opt. 2000. Vol.39. No.23. P.4107-4111.
  19. Wang, W. Sinthesis of longitudinal coherence functions by spatial modulation of an extended light source: a new interpretation and experimental verifications / W. Wang, H. Kozaki, J. Rosen, M. Takeda // Applied Optics, 2002. V.41. No.10. P.1962-1971.
  20. Gokhler, M. Spatial coherence radar applied for tilted surface profilometry / M. Gokhler, D. Zhihui, J. Rosen, M. Takeda // Opt. Eng. 2003. V.42. N.3. P.830-836.
  21. Gokhler, M. Synthesis of multiple peak spatial degree of coherence for imaging through absorbing media / M. Gokhler, J. Rosen // Applied Optics. 2004. V.44 . N.15 P.2921-2927.
  22. Gokhler, M. General configuration for using the longitudinal spatial coherence effect / M. Gokhler, J. Rosen // Opt. Commun. 2005. V.252. - P.22-28.
  23. Handbook of optical coherence tomography / B.E. Bouma. and G.J. Tearney, eds. // NY: Marcel Dekker Inc. 2002. 740 p.
  24. Fercher, A.F. Optical coherence tomography - principles and applications / A.F. Fercher, W. Drexler, C.K. Hitzenberger, T. Lasser // Report Prog. Phys., 2003. N.66 P. 239-303.
  25. Гуров, И.П. Оптическая когерентная томография: принципы, проблемы и перспективы // Проблемы когерентной и нелинейной оптики. Под ред. И.П. Гурова  и С.А. Козлова.  СПб.: СПбГУ ИТМО. 2004. С. 6-30.
  26. Liu, H. Spatial longitudinal coherence length of a thermal source and its influence on lens less ghost imaging / H. Liu, S. Han // Opt. Lett. – 2008. – Vol. 33, N 8. – P.824-826.
  27. Ferri, F. Longitudinal coherence in thermal ghost imaging / F. Ferri, D. Magatti, V.G. Sala, A. Gatti // Appl. Phys. Lett. – 2008. – Vol. 92, N 261109. – P.261109-1 - 261109-3.
  28. Wolf, E. Invariance of the spectrum of light on propagation // Phys. Rev. Lett. – 1986. – Vol.56. – P. 1370-1372.
  29. Wolf, E. Non-cosmological redshifts of spectral lines // Nature. – 1987. – Vol. 326. – P. 363-366.
  30. Дьяков, Ю.Е. Дифракционные изменения в частотном спектре распространяющегося излучения (эффект Вольфа) // Квант. электрон. – 1993. – Т. 20. - №11. – С. 1068-1075.
  31. Tatarskii, V.I. An intuitive introduction to the Wolf effect // Pure Appl. Opt. – 1998. – Vol. 7, N 5. – P. 953-957.
  32. Рябухо, В.П. Какой тип когерентности оптического поля наблюдается в интерферометре Майкельсона / В.П. Рябухо, Д.В. Лякин, В.В. Лычагов // Опт. и спектр. – 2007. – Т.102, № 6. – С. 996-1005.
  33. Рябухо, В.П. Лазерный интерферометр с остросфокусированными пучками для контроля пространственного положения объекта / В.П. Рябухо, В.Л. Хомутов, Д.В. Лякин, К.В. Константинов // Письма в ЖТФ. – 1998. – Т.24. – В. 4. – С .19-24.
  34. Вишняков, Г.Н. Томографическая микроскопия трехмерных фазовых объектов в частично когерентном свете / Г.Н. Вишняков, Г.Г. Левин, В.Л. Минаев // Опт. и спектр. – 2003. – Т.95, № 1. – С. 142–146.
  35. Тычинский, В.П. Когерентная фазовая микроскопия внутриклеточных процессов // УФН. 2001. Т.171. N.6. C. 649-662.
  36. Тычинский, В.П. Динамическая фазовая микроскопия: возможен ли «диалог» с клеткой? УФН. 2007. Т.177. N.5. C.535-552.

© 2009, ИСОИ РАН
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846 2) 332-56-22, факс: +7 (846 2) 332-56-20