Мгновенные Спекл-Структуры В Частично Когерентном Оптическом Волновом Поле С Широкими Частотным И Угловым Спектрами

Abstract

We consider the hypothesis of instantaneous volume speckle structures in a partially coherent optical wave field of frequency-broadband radiation from an extended light source. We discuss the spatiotemporal correlation properties of instantaneous speckle structures and the relation of these properties with the spatiotemporal coherent properties of the wave field. We show that the instantaneous speckle structures determine spatial fluctuations of the wave field and its spatial coherent properties. Using numerical calculations of the field of wave perturbations in the near-field diffraction region of the extended light source, we obtain images of instantaneous speckle structures in the longitudinal cross section of the wave field and investigate the correlation properties of the spatial distribution of the instantaneous intensity of the wave field in the direction of its propagation as functions of the width of the frequency spectrum and the width of the angular spectrum of the field. We show that the longitudinal length of instantaneous speckles can be determined either by the width of the frequency spectrum of the field, or the width of its angular spectrum, or, jointly, by the width of the frequency spectrum and the width of the angular spectrum of the field. We find conditions under which instantaneous speckle structures propagate, experiencing decorrelation changes during their propagation, to a distance that is determined by the width of the angular spectrum of the field.

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

“…Таким образом, возникает взаимная декорреляция интерферирующих полей, что сопровождается исчезновением регулярных интерференционных полос. Чем больше ширина частотного или/и ширина углового спектров поля освещения слоя, тем меньше продольная длина спеклов мгновенного поля -меньше длина продольной корреляции поля [33], тем при меньшей толщине слоя и соответственно при меньшем взаимном сдвиге полей происходит их взаимная декорреляция и исчезновение интерференционных полос.…”

“…Ограниченная в пространстве когерентность волновых возмущений обусловлена пространственно-временными амплитудно-фазовыми флуктуациями волнового поля, возникающими в результате мгновенной интерференции различных угловых и частотных составляющих волнового поля. Эти пространственные флуктуации поля, как показано в [21,33], можно представить и рассматривать в виде мгновенных спекл-полей и соответствующих им мгновенных спекл-структур -пространственных флуктуаций интенсивности, стохастически изменяющихся во времени и в пространстве. Пространственные и временные корреляционные свойства мгновенных спекл-полей фактически определяют трехмерные пространственные и временные когерентные свойства волнового поля.…”

“…Пространственные и временные корреляционные свойства мгновенных спекл-полей фактически определяют трехмерные пространственные и временные когерентные свойства волнового поля. При этом длина продольной корреляции спекл-полейпродольная длина мгновенных спеклов, определяющая длину продольной когерентности волнового поля, ограничивается или шириной частотного спектра поля, или шириной его углового спектра, или совместно и шириной частотного, и шириной углового спектров [21,33].…”

“…Параметры мгновенных спекл-структур и свойства их пространственной корреляции определяются, как показано в [33], параметрами как углового, так и частотного спектров волнового поля. Поэтому и параметры взаимной корреляции интерферирующих мгновенных спекл-полей должны определяться параметрами и углового, и частотного спектров интерферирующих полей.…”