§ 5. Фокусирование объектива с помощью спекл-структуры [198]

Допустим, что мы хотим поместить фоточувствительный слой фотопластинки А в фокальную плоскость объектива (рис. 146). С этой целью осветим объектив параллельным пучком света (от лазера), который "фокусируется затем на фотопластинке А. Рассеянный областью свет возвращается назад, проходит через объектив отражается от полупрозрачной пластинки и попадает в глаз, помещаемый в фокусе вспомогательного объектива На рис. 147 показано, что фоточувствительный слой смещен из фокуса объектива на величину Благодаря этому освещается некоторая небольшая область пленки, на которой и дифрагирует свет. В результате в плоскости объектива возникает спекл-структура, которую мы будем считать достаточно тонкой. Мы ведем наблюдение, например, в точке

Рассмотрим луч который проходит через точку симметричную точке по отношению к плоскости фоточувствительного слоя. Если пленка поднимется на величину то точка С сместится, например, в точку С, а точка в точку При этом в точке будет та же спекл-структура, которая ранее была в точке Если мало, то можно написать

где фокусное расстояние объектива Если пленка поднимается вверх со скоростью то спекл-структура в точке опускается вниз со скоростью Если же фокус находится между пленкой и объективом, то смешение спекл-структуры

будет происходить в том же направлении, что и пленки. Но пятна спекл-структуры в имеют диаметр порядка где диаметр малой области, освещаемой на пленке диаметр объектива При уменьшении при приближении пленки к фокальной плоскости, диаметр пятен спекл-структуры увеличивается и теоретически стремится к бесконечности одновременно со скоростью смещения спекл-структуры.

Рис. 146. Фокусирование объектива О на фотослой А путем наблюдения спекл-структуры, создаваемой фотослоем А.

Рис. 147. Относительные смещения фотослоя и создаваемой им спекл-структуры в плоскости объектива О.

В действительности фокус объектива представляет собой не геометрическую точку, а малую дифракционную картину, которая зависит от длины волны и аберраций объектива Это дает возможность изучать такие аберрации.