§ 8. Определение поворота диффузной поверхности [6]

В гл. 4, § 8, говорилось, что при повороте диффузного отражающего объекта спекл-структура, наблюдаемая на конечном расстоянии, поворачивается так, как если бы диффузная поверхность была зеркалом. При падении луча, близком к нормальному (рис. 103), поворот диффузной поверхности А на малый угол вокруг оси, лежащей в ее плоскости, сопровождается поворотом спекл-структуры на угол 20. Смещение спекл-структуры на экране расположенном на расстоянии от диффузной поверхности, равно

Рис. 103. Определение угла поворота диффузного объекта А.

Рис. 104. Соотношение между углом поворота 9 объекта и углом поворота спекл-структуры.

Если угол падения освещающего пучка света равен (рис. 104), а направление, под которым производится наблюдение, составляет угол с нормалью к диффузной поверхности, то угол поворота спекл-структуры , соответствующий повороту

диффузной поверхности А на угол определяется выражением

Данное соотношение можно использовать для исследования локальных деформаций, выражающихся в изменениях ориентации диффузной поверхности.

Рис. 105. Определение поворота диффузного объекта А путем фотографирования на пластинке его расфокусированного изображения.

Для таких исследований можно рекомендовать схему, представленную на рис. 105. В этой схеме диффузная поверхность А освещается лазерным пучком, а объектив О образует на фотопластинке изображение плоскости не совпадающей с поверхностью А. Очевидно, что если объектив навести на диффузный объект то будет невозможно наблюдать деформации исследуемой поверхности. Если же плоскость наводки До отстоит от поверхности на расстояние то поворот поверхности А на угол приведет в плоскости к смещению спекл-структуры на при условии, что падение освещающего пучка близко к нормальному. Для регистрации этого эффекта на фотопластинке можно использовать метод двух экспозиций. Вследствие дефокусировки происходит усреднение поворота на элементе поверхности, размеры которого пропорциональны расстоянию При исследовании твердого предмета, не испытывающего деформации при повороте, спекл-структуру можно наблюдать и на бесконечности, т. е. в фокальной плоскости линзы [214]. В этом случае при нормальном падении пучка на поверхность диффузного объекта (рис. 106) поворот объекта на угол приводит к смещению спекл-структуры в фокальной плоскости линзы О, имеющей фокусное расстояние на величину

В схеме рис. 103 поперечное смещение объекта также вызывает смещение спекл-структуры в плоскости что может оказаться нежелательным. Этого нет в схеме, представленной на рис. 106, но данная схема пригодна только в случае недеформируемых (твердых) объектов. Можно указать также схему, изображенную на рис. 107 [103]. Здесь диффузная поверхность освещается сходящимся пучком, а фотопластинка помещается в плоскости, в которой формировалось

бы изображение источника, если бы диффузная поверхность была зеркалом. Как отмечалось в гл. 2, § 3, в данном случае поперечное смещение объекта не вызывает изменений спекл-структуры в плоскости Поворот же объекта на угол приведет к смещению спекл-структуры в плоско-сти отстоящей от объекта на расстояние на величину

Рис. 106. Определение поворота диффузного объекта А путем регистрации спекл-структуры в фокальной плоскости объектива О.

Рис. 107. Определение поворота диффузного объекта А путем регистрации спекл-структуры в плоскости, в которой формировалось бы изображение источника, если бы объект А был зеркалом.

Здесь также наблюдается усреднение эффекта по всей поверхности диффузного объекта, так что схема пригодна лишь для недеформирующихся объектов.