§ 4. Исследование аберраций оптической системы путем фотографирования спекл-структур [196а, 211]
Соответствующая схема представлена на рис. 144. Амплитудный рассеиватель А (фотография спекл-структуры) освещается параллельным лазерным пучком, падающим нормально к его плоскости, и его изображение формируется
в плоскости
объективом О, аберрации которого желательно исследовать. Для простоты мы ограничимся случаем, когда у объектива имеется только сферическая аберрация. Зарегистрированное на фотопластинке
изображение можно рассматривать как голограмму Фурье. Опорным источником служит прямое изображение
источника света, а «объектом» является пространственный спектр
рассеивателя А.
Рис. 144. Исследование сферической аберрации объектива О путем фоторегистрации спекл-структуры при двух разных углах падения освещающего пучка.
Изменения фазы в спектре
соответствуют сферической аберрации объектива О. Если после проявления осветить негатив
параллельным пучком, то
восстановит два изображения спектра
которые будут расположены симметрично по отношению к центру. Эти два изображения оказываются идентичными (аберрация осесимметрична) и совмещенными, поскольку опорный источник
находился в центре «объекта» А.
Рис. 145. Интерференция двух восстановленных изображений, дающая производную от функции, описывающей аберрацию (дифференциальный метод).
Если теперь осветить рассеиватель А пучком, идущим под углом
к предыдущему пучку, то в плоскости
мы зарегистрируем голограмму с опорным источником
смещенным из центра спектра А. В этом случае при восстановлении изображения из голограммы мы получим два изображения
которые будут смещенными и расположатся симметрично по отношению к центру С (рис. 145). Если смещение этих двух изображений будет малым, то их
интерференция создаст полосы, которые будут соответствовать производной функции, описывающей сферическую аберрацию объектива О в условиях проведенного опыта. Таким образом, данный метод является дифференциальным.
Для удобства в работе обычно используют только малую часть негатива
для чего применяют диафрагму. В этом случае все происходит так, как если бы опорная волна, сходящаяся в точке
проходила только через очень малую область объекта О, что позволяет также рассматривать опорную волну как практически не подвергнутую искажениям.
Эксперимент и теория показывают, что данный метод может быть распространен и на случай других аберраций (а не только осесимметричных аберраций) и что можно также заменить амплитудный рассеиватель фазовым рассеивателем (матовым стеклом).