§ 2. Поперечное смещение диффузного объекта. Случай, когда смещение меньше диаметра пятна спекл-структуры [59]

Рассмотрим теперь случай, когда смещение объекта А, измеренное в плоскости изображения А (рис. 93), меньше диаметра пятна спекл-структуры в плоскости изображения А.

Поместим перед объективом О, формирующим изображение А диффузного объекта А (рис. 96), диафрагму с двумя щелями Свет, прошедший через щель образует в изображении А объекта А спекл-структуру, которая не имеет корреляции со спекл-структурой, созданной светом, прошедшим через щель

Рис. 96. Определение поперечного смещения диффузного объекта путем модуляции пятен спекл-структуры интерференционными полосами.

Наблюдаемая в изображении А спекл-структура является результатом интерференции этих двух структур. Данный случай аналогичен случаю, рассмотренному в гл. 3, § 5. Две щели формируют две разные спекл-структуры, подобно двум матовым стеклам на рис. 49. На пятнах спекл-структуры, наблюдаемой в плоскости изображения А, имеются интерференционные полосы в виде параллельных прямых линий, отстоящих друг от друга на расстояние, равное где расстояние от объектива О до плоскости изображения А. Как было показано в гл. 3, § 5, никакой связи между положением полос в разных пятнах спекл-структуры нет. Если ширина каждой щели равна то диаметр пятен спекл-структуры имеет порядок величины Поскольку то очевидно, что расстояние между интерференционными полосами будет значительно меньше диаметра пятен. Для простоты предположим, что объект А подвергается перемещению в направлении, перпендикулярном направлению щелей (которые перпендикулярны плоскости рис. 96). Сделаем две экспозиции на одну и ту же фотопластинку одну до, а вторую после перемещения объекта.

Перемещение объекта вызывает соответствующее перемещение спекл-структуры в плоскости изображения А. При этом перемещаются все пятна спекл-структуры вместе с интерференционными полосами Предположим, что вследствие перемещения объекта А при второй экспозиции интерференционные полосы оказались сдвинутыми на величину, равную половине интервала, который их разделяет. Тогда максимумы, соответствующие первой экспозиции, наложатся на минимумы, соответствующие второй экспозиции, и интерференционные полосы исчезнут во всех пятнах. Так будет всякий раз, когда смещение объекта А будет вызывать в А смещение спекл-структуры, равное нечетному числу отрезков

Рис. 97. Наблюдение негатива в первом порядке дифракции.

При этом смещение должно оставаться малым по сравнению с диаметром пятен спекл-структуры, поскольку в противном случае исчезновение интерференционных полос не будет полным.

Предположим теперь, что объект А деформируется, т. е. различные точки его смещаются неодинаково, и снова сделаем две экспозиции на одну и ту же фотопластинку. После проявления осветим фотопластинку параллельным пучком и будем ее рассматривать, помещая глаз в первый порядок дифракции (а не в пучок, проходящий прямо) (рис. 97). Участки объекта, которые получили смещение, равное нечетному числу окажутся темными. Области же, получившие смещение, равное целому четному числу, кратному будут яркими. Контраст этих интерференционных полос будет максимален, т. е. равен 1. Рассмотренная схема очень проста, но из-за наличия щелевых диафрагм в ней невелика яркость. Для обнаружения очень малых поперечных смещений можно применить вспомогательный рассеиватель. В схеме рис. 93 помещают рядом фотопластинкой матовое стекло.

Тогда контраст интерференционных полос в пространственном спектре негатива уменьшается при увеличении смещения объекта и становится равным нулю, когда смещение достигает величины порядка диаметра пятен спекл-структуры.