Главная > Оптическая голография, Т.2
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

10.12. ИЗМЕРЕНИЕ РАЗМЕРА ЧАСТИЦ

Б. Томпсон

10.12.1. Потребность в методе

Вопрос об измерении размера частиц имеет длинную историю и технически является трудной задачей. Однако эти измерения играют важную роль и необходимы во многих исследованиях. Для решения этой задачи разработано много разных методов, в том числе и чисто оптических. Голография может удовлетворить определенным требованиям в данной области, но без претензий на универсальность. Основное достоинство голографии состоит в том, что с ее помощью можно исследовать динамические ситуации, причем детальное изучение частиц выполняется на восстановленных с голограмм изображениях. Рассмотрим объем, заполненный движущимися частицами; сфотографировать этот объем — задача невозможная, если размеры отдельных частиц много меньше занимаемого ими пространства. Например, если частицы имеют диаметр и находятся в объеме то глубина фокуса изображающей системы, которая способна разрешить много меньше 1 см! Однако можно зарегистрировать голограмму Фраунгофера частиц в таком объеме и последовательно

восстановить с нее изображение ансамбля частиц. Таким образом быстропротекающие события регистрируются на голограмме, с которой впоследствии восстанавливаются статические изображения.

10.12.2. Применения

Метод измерения размера частиц с помощью голограмм Фраунгофера, рассмотренных в § 4.2, был предложен в 1963 г. [1, 3]. С тех пор на эту тему написано большое число статей, и в последних обзорах можно найти достаточно ссылок на ранние работы (см., например, 14, 7]). Первоначально метод был использован для исследования капелек тумана, возникающего в естественных условиях [2, 51, но затем нашел широкое применение для измерения и расчета параметров частиц в различных других исследованиях.

Рис. 1. Схематическое представление голографической системы для анализа размеров частиц, в которой используется голограмма Фраунгофера с осевым опорным пучком.

На рис. 1 приведена типичная схема установки, используемая для голографического определения размеров частиц. Освещение лучше всего осуществлять импульсным рубиновым лазером; этот лазер эбеспечивает время экспозиции которое требуется при разрешении в несколько микрометров и при средней скорости частиц 100 см/с. Естественно, что более высокие скорости требуют еще меньших экспозиций. Луч света рубинового лазера с модулированной добротностью проходит через пространственный фильтр, коллимируется (следует отметить, что коллимирование не является обязательным) и освещает исследуемый объем. Реальный объем, который может быть исследован, зависит от требуемого разрешения, но обычно он равен нескольким кубическим сантиметрам при размерах частиц от и более. Прежде чем записать голограмму, бывает выгодно ввести некоторое увеличение голограммы, чтобы облегчить требование к разрешающей способности регистрирующего материала. Исследуемый объем записывается целиком (на рис. 1 указаны типичные плоскости записи). Детали оптического оборудования гаких систем зависят от специфики применения и природы исследуемого явления.

Рис. 2. а — голограмма распределения маленьких частичек пыльцы (диаметром около 20 мкм); б - изображение, восстановленное с части этой голограммы. (Согласно Тайлеру [9].)

Первоначальное применение метода к исследованию капелек тумана привело к более широким областям применения для решения самых различных задач, связанных с измерениями размеров частиц и аэрозолей. Применение этого метода к исследованию энергетических аэрозолей и работы форсунок ракет рассматривалось в работах [6, 8]. Другими примерами служат исследования частиц в камерах Вильсона, частиц морского планктона, выхлопа ракетных двигателей, двухфазных потоков, стекловолокна, пылевой эрозии, снежинок и кристалликов льда, а также записи информации электронным лучом. Разумеется, что обсуждать здесь все эти области применения невозможно.

Разработка различных применений голографического метода для исследования частиц привела к необходимости дополнительного изучения самого голографического процесса и в результате к расширению диапазона его применимости; например, голографический метод стали использовать для исследования очень больших и совсем маленьких частиц, а также эффектов, связанных с изменениями показателя преломления.

На рис. 2, а представлена голограмма ансамбля небольших частиц пыльцы растений диаметром около Изображение, восстановленное с части этой голограммы, показано на рис. 2, б. Хорошая резкость края частиц свидетельствует о том, что было получено разрешение порядка

В данной области применений голографии все еще наблюдается большая активность, используются методы записи голограмм как с осевой, так и внеосевой геометрией, и можно ожидать, что будут получены новые существенные результаты.

ЛИТЕРАТУРА

(см. скан)

1
Оглавление
email@scask.ru