Оценка длины временной когерентности
На рис. 3.5 представлен типичный вид регистрируемых интерференционных картин. Для оценки видности картины используется специальное программное обеспечение, интерфейс которого образован двумя окнами, вид которых представлен на рис. 3.6.
Основная задача, решаемая с помощью программы это фотометрирование интерференционной картины результатом чего является построение денситограммы, т.е. зависимости яркости (плотности почернения) от координаты для точек выбранной прямой. Прямая фотометрирования определяется путем задания положения двух маркеров с помощью левой и правой кнопок мыши. Для получения наиболее точных оценок необходимо при выборе расположения прямой обеспечить соблюдение нижеследующих требований:
● ортогональность преимущественной ориентации полос;
● прохождение через области картины, обладающие максимальным контрастом.
Рис. 3.6. Основные окна интерфейса программы для обработки интерференционных картин.
Для корректной работы программы необходимо преобразовать исходное изображение в цветовой формат - 256 градации серого (Grayscale), если этого не было сделано ранее. Кроме того, для сглаживания спекл структуры изображения, значительно влияющей на получаемые результаты, в программе имеется возможность применения двух фильтров: усреднение по взвешенному набору точек и по медиане.
Результаты фотометрирования (денситограмма) отображаются во втором окне. В этом окне имеется возможность указать точки, соответствующие светлой (левая кнопка) и темной (правая кнопка) полосам. При этом программой автоматически будет определена яркость для них, что будет отражено в основном окне. Для получения наиболее точных оценок необходимо обработать не менее 3-х полос, для не менее чем 3-х прямых фотометрирования. За итоговое значение видности картины необходимо принять среднее арифметическое пяти наибольших значений.
Произведя обработку картин, соответствующих отличным значениям разности плеч можно, определить видность для каждой и тем самым функцию видности. В случае монотонно затухающего характера зависимости, возможно произвести оценку длины временной когерентности излучения снизу, используя в качестве критерия уменьшение значения видности картины в 2 раза по отношению к ее максимуму.
Порядок выполнения работы
1. Включить компьютер, запустить программу для получения изображения с видеокамеры.
2. Включить блок питания полупроводникового лазера.
3. Настроить видеокамеру.
4. Съюстировать экспериментальную установку, так чтобы регулируемое плечо имело минимально допустимую длину.
5. Съюстировать зеркало (3), так чтобы на экране наблюдалась четкая интерференционная картина.
6. Определение видности интерференционной картины.
Зафиксировать расстояние, на котором зеркало (3) находится от моноблока.
Зарегистрируйте наблюдаемую картину с помощью видеокамеры.
Загрузить изображение в программу. В окне визуализации определить положение интерференционных полос.
С помощью маркеров выбрать прямую фотометрирования ортогональную преимущественной ориентации полос и проходящую через области картины с максимальным контрастом.
В окне представления данных зафиксировать уровни яркости, соответствующие соседним темной и светлой полосам. По формуле (3.14) определить видность картины.
Повторить п. 6e для трех пар полос.
Повторить пункты 6d – 6f для 3 участков картины. За значение видности принять среднее арифметическое пяти наибольших значений. Оценить доверительный интервал с вероятностью 0,9.
7. Определение функции видности.
Отодвинуть зеркало из положения минимальной разности плеч (Δl) на 5 см.
Повторив п. 6, определить видность картины для новой разности плеч.
Передвигая подвижное зеркало (3) с шагом 5 см и повторяя п. 7a - 7b, определить значения видности (V) в максимально допустимом диапазоне значений разности плеч интерферометра.
Построить графически функцию видности - зависимость видности картины от разности плеч V(Δl).
8. Произвести оценку длины временной когерентности излучения снизу, используя в качестве критерия уменьшение значения видности картины в 2 раза по отношению к ее максимуму.