Можно измерить квадрат модуля комплексной амплитуды, но невозможно измерить фазу и эйконал поля – при регистрации поля они теряются. Для сохранения информации о фазе (эйконале) требуется измерение интенсивности поля, складываемого из нескольких полей.
1.4.2. Наблюдаемые величины при сложении полей
При сложении двух полей U1 = a1eiϕ1 (с фазой ϕ1 = k0E1 ) и U2 = a2eiϕ2 (с фазой ϕ 2= k0 E2 ), суммарную интенсивность можно представить в виде:
|
|
|
I = |
|
U |
∑ |
|
2 |
=U |
∑ |
U * |
= (U |
1 |
+U |
2 |
)(U * +U * )=U U * |
+U |
U * +U U * +U |
U * = |
||||
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
|
|
1 |
2 |
1 1 |
2 |
2 |
1 2 |
2 |
1 |
||||
|
|
|
= a12 + a22 |
+ a1a2 ei(ϕ1 −ϕ2 ) |
+ a1a2 e−i(ϕ1 −ϕ2 ) = I1 |
+ I 2 |
+ 2 |
I1 I 2 |
cos(∆ϕ)= I ∑ |
||||||||||||||
|
|
|
Таким образом, суммарная интенсивность записывается в виде уравнения |
||||||||||||||||||||
интерферограммы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
I∑ = I1 + I2 + 2 I1I2 cos(∆ϕ), |
|
|
|
|
|
(1.4.2) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
где ∆ϕ =ϕ1 −ϕ2 = |
2π∆E |
– разность фаз поля. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
λ0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Явление, возникающее при сложении двух полей, называется
интерференцией, а интерферограмма – это картина, наблюдаемая при интерференции.
Сложение когерентных полей
Когерентные поля характеризуются тем, что разность фаз (эйконалов) двух полей остается постоянной за время инерции приемника.
Вэтом случае суммарная интенсивность определяется выражением (1.4.2),
акартина распределения интенсивности представляет собой чередование темных и светлых полос, конфигурация которых зависит от изменения разности фаз ∆ϕ .
Введем понятие референтного (эталонного) поля, которое имеет известную картину фаз. При сравнении с ним выявляются параметры другого поля (интенсивность и фаза). Регистрируемая картина взаимодействия двух полей, одно из которых референтное, называется голограммой. Голограмма – это запись полной информации о поле, то есть его комплексной амплитуды. Интерферограмма и голограмма – способы записи комплексной амплитуды поля путем сравнения его с эталонным полем.
16