Manifestation of effects of the angular spectrum of the illuminating field in polychromatic interference microscopy of stratified objects

Abstract

Рассмотрено влияние ширины углового спектра освещающего объект полихроматического поля на цвет интерференционного изображения в оптической микроскопии слоистых микроструктур. Получены выражения для интенсивности интерференционного изображения однослойного объекта с учётом частотного и углового спектров освещающего поля. Показано влияние ширины углового спектра освещающего поля на взаимную когерентность и разность фаз интерферирующих волн. Приводятся результаты компьютерного моделирования формирования интерференционных изображений тонкого слоя при квазимонохроматическом и полихроматическом освещающем поле с различной шириной углового спектра. Проведён количественный анализ влияния угловой апертуры поля белого света на цвета формируемого интерференционного изображения. Экспериментально исследованы изменения интерференционных цветов изображения слоя в оптическом микроскопе при изменении ширины углового спектра освещающего поля, и проведено сравнение изменений цветов изображений, получаемых экспериментально и теоретически. Ключевые слова: оптическая микроскопия, интерференция, интерференционные изображения, угловой спектр, пространственная когерентность, длина когерентности, интерференционный цвет, цифровая обработка изображений, слоистые микроструктуры. Цитирование: Дьяченко, А.А. Проявление эффектов углового спектра освещающего поля в полихроматической интерференционной микроскопии слоистых объектов /

Мгновенные Спекл-Модулированные Интерференционные Изображения И Когерентные Эффекты В Оптической Микроскопии Тонких Слоев

“…На рис. 8 представлены графики распределения интенсивности изображения слоя в квазимонохроматическом поле освещения, построенные по результатам моделирования при некогерентном суммировании по интенсивности угловых составляющих освещающего слой поля и по теоретической формуле, полученной в [31] в предположении, что оптический путь волны в слое (вследствие малого угла наклона клинообразного слоя) приблизительно равен оптическому пути в плоскопараллельном слое с толщиной, равной толщине клина при текущей координате x:…”

“…Конечная длина продольной когерентности освещающего поля накладывает определенные ограничения на возможность наблюдения эффектов интерференции волн в интерференционном эксперименте (в том числе в интерференционной микроскопии [7,9,10,12,13]) и в обычной микроскопии при наблюдении интерференционных изображений тонких слоистых объектов без использования опорного волнового поля [30,31]. Взаимный пространственный сдвиг интерферирующих волновых полей, обусловленный различием оптических путей интерферирующих полей, приводит к возникновению взаимной декогерентности возмущений полей в области их наложения и интерференции, что сопровождается снижением контраста интерференционных осцилляций интенсивности суммарного поля.…”