§ 8. Изменение спекл-структуры при смещении плоскости наблюдения [6, 169]

Представим себе диффузно пропускающий объект освещаемый лазером (рис. 19). Пусть это будет матовое стекло, изображение которого формируется в плоскости объективом О. Если сместить плоскость наблюдения в направлении перпендикуляра к ней, то вид дифракционных картин, являющихся изображениями разных точек матового стекла, изменится (§ 1). Поскольку спекл-структура в плоскости представляет собой результат интерференции этих дифракционных картин, она также изменится. Но если смещение плоскости наблюдения не слишком велико, то между спекл-структурами в плоскостях будет некая корреляция. Как мы видели в изображением каждой точки

диффузного объекта является дифракционная картина, которая в пространстве трех измерений имеет форму сигары длиной и толщиной равной диаметру центрального пятна дифракционной картины, получаемой при дифракции света на объективе О. Такие «сигары» ориентированы так, как показано на рис. 20 и, разумеется, хаотически расположены в пространстве.

Рис. 19. Изменение спекл-структуры при смещении плоскости наблюдения.

Если смещение мало по сравнению с половиной длины «сигары», то будет существовать корреляция между спекл-структурами в плоскостях Для этого должно выполняться условие (1.6). Если оно выполняется, то для спекл-структур в плоскостях можно ввести коэффициент подобия

Из формулы (1.16) и условия (1.6) следует, что для увеличения коэффициента подобия при заданном нужно уменьшать угловую апертуру объектива О.

Рис. 20. Малые дифракционные объемы («сигары») в трехмерном пространстве.

К такому же выводу мы придем, если рассмотрим смещение не плоскости а самого диффузного объекта

Аналогичный результат будет получен и в том случае, когда объект и плоскость остаются на своих местах, а объектив О смещается в направлении, параллельном его оси. Но при т. е. в симметричной схеме, смещение объектива очень слабо влияет на разность хода . В этом случае изменения разности хода А приводят к появлению поправок высоких порядков (выше второго)

в величине а, а при сделанных нами допущениях ими можно пренебречь. Отсюда следует, что при одном и том же коэффициенте подобия в симметричной схеме угловая апертура объектива может быть больше, чем при других относительных расположениях элементов схемы.

Наконец, можно наблюдать спеклы в изображении диффузного объекта при разных увеличениях, смещая для этого объектив и плоскость наблюдения. В этом случае спекл-структуры подобны и коэффициент подобия равен отношению увеличений [62].