ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 159
Скачиваний: 0
82 |
Брайен Дж. Томпсон |
81. Lu S.— “ Proc. IEEE” , 1968, v. 56, p. 116.
82.Lu S.— “J. Opt. Soc. Amer.” , 1969, v. 59, p. 1544A.
83.Maréchal A., Croce P.— ,,C. R. Acad. Sei.” , 1953, v. 237, p. 607.
84. |
Meier R. W.— “ J. Opt. Soc. Amer.” , 1965, |
v. |
55, |
p. 987. |
■85. |
Methereil A. T.— “Sei. Amer.” , 1969, v. 221 |
(4), |
p. |
36. |
86.Methereil A. T., El Sum H. M. A., Larmore L. (Eds.). Acoustical Holography, Vol. 1, New York, Plenum Press, 1969..
87.Methereil A. T., El Sum H. M. A., Larmore L. (Eds.). Acoustical Holography, Vol. 2, New York, Plenum Press, 1970.
•88. |
Meyerhofer |
D.— “ Laser Focus” , |
1970, v. 6 (2), p. |
40. |
|
||||||
89. |
Mezrich |
R. |
S.— |
“ Appl. Phys. |
Lett.” , 1969, v. |
14, p. 132. |
|||||
'90. Michelson A. A. Studies in Optics, Chicago Univ. of Chicago |
Press, |
||||||||||
|
1927, p. 60. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
'91. Monahan M. A., |
Bromley |
К-— ‘‘J. Acoust. Soc. Amer.” , |
1968, |
||||||||
|
V. 44, |
p. |
1225. |
|
|
|
|
|
|
|
|
•92. Mueller |
R. K., Sheridan |
N. K. — ‘‘Appl. |
Phys. |
Lett.” , |
1966, |
||||||
|
V. 9, p. |
328. |
|
H ., |
Asakura |
T .— “ Proc. Symp. Engineer |
|||||
‘93. Murata |
K., |
Fujiwara |
|||||||||
|
ing Applications |
of |
Holography” , |
Univ. |
of Strathclyde, |
1968, |
|||||
p.289.
94.Parrent G. B., Thompson B. J .— “ Opt. Acta” , 1964,v. 11, p. 183.
95.Parrent G. B., Thompson B. J. Пат. США No. 3.320 852, 1964. ‘96. Powell R. L.— “ Proc. Symp. Engineering Applications of Holo
graphy” , Univ. of Strathclyde, 1968, p. 333. '97. Powell R. L.— “ Ind. Res.., 1969, v. 11, p. 50.
98.Powell R. L., Stetson K. A.— ,,J. Opt. Soc. Amer.” , 1965, v. 55,
p.1593.
‘99. |
Reick M.— “ Proc. Symp. Engineering |
Applications |
of |
Hologra |
||
100. |
phy” , Univ. of Strathclyde, 1968, p. 261. |
|
|
|
||
Rogers G. L.— “ Nature” , 1950, v. 166, p. 237. |
|
|
||||
101. |
Rogers G. L.— |
“ Proc. Roy. Soc. Edinburgh” , 1952 Sect. A 63, |
||||
|
p. 313.1 |
|
|
|
|
|
102. |
Rogers G. L.— |
“ J. Opt. Soc. Amer.” , |
1966, |
v. 56, |
p. |
831. |
103. |
Rose H. W.— |
“ J. Opt. Soc. Amer.” , |
1965, |
v. 55, |
p. |
1565 (A). |
104.Scott J. B.— „Microwaves” , 1969, Dec., p. 19.
105.Silverman B. A., Thompson B. J., Ward J.— “J. Annl Meteorol.” , 1964, V. 3, p. 792.
106.Smith H. M. Principles of Holography, New York, Wiley, 1969.
.107. Snow K. A., Givens M. P .— “J. Opt. Soc. Amer.” , 1968, v. 58, p . 871.
K.A. Vandewarker R.— "Appl. Opt.” , 1968, v. 7, p. 549.
109.Stetson K. A — “ Proc. Symp. Engineering Applications of Holography , Univ. of Strathclyde, 1968, p. 123
П0. Stetson K. A., Powell R. L.— “J. Opt. Soc. Amer.” , 1965, v. 55, p. 1694.
111. Stetson |
K. |
A., Powell R. L - “ J. Opt. Soc. Amer.” , 1966, |
V. 5b, |
p . |
1161. |
П2. Stockman H. E., Zarwyn B.— “ Proc. IEEE” , 1968, v. 56,
p . / 0 0 .
П З. Stroke |
G. W. |
An Introduction to Coherent Optics and Holo- |
graphy, |
New |
York, Academic Press, 1966. |
|
|
|
Применение голографии |
|
|
83. |
||
114. |
Stroke G. W.— |
“ Opt. Acta” , 1969, v. 16, |
p. 401. |
|
|
|||
115. |
Stroke G. |
W., |
Falconer |
D. G.— |
“ Phys. |
L ett.” , |
1964, |
v. 13,. |
|
p. 306. |
|
|
|
|
1967, v. |
|
|
116. |
Stroke G. |
W ., |
Zech G.— |
“ Phys. |
L ett.” , |
A 25, |
p. 89.. |
|
117.Stroke G.W., Brumm D., Funkhouser F.— “ J .O p t.S oc. Amer.” ,
1965, V. 55, p . 1327.
118. |
Stroke G. W., |
Furrer F., |
Lamberty |
D. R.— “ Opt. Commun.” ,, |
119. |
1969, V. 1, p . 141. |
Instrum.” , |
1966, v. 43, p. 81. |
|
Tanner L. H.— |
“ J. Sei. |
|||
120.Thompson B. J.— “ Soc. Photo-Opt. Instrum Eng.” , 8th Annu.. Tech. Symp., Los Angeles, 1963.
121. |
Thompson |
B. J.— |
“ J. Soc. Photo-Opt. |
Instrum. Eng.” , 1964,. |
||
|
V. 2, p . |
43. |
|
|
|
|
122. |
Thompson |
B. J.— |
“ J. Opt. Soc. Amer.” , 1964, v. 54, |
p. 1406A.. |
||
123. |
Thompson |
B. J .— |
“ Proc. IEEE 9th |
Annu. Symp. on |
Electron,. |
|
|
Ion, and |
Laser Beam Technology” |
(Pease R. I . W. , ed. ) , 1967,. |
|||
|
p. 295. |
|
|
|
|
|
124. |
Thompson |
B. J. (ed.) —- “ Holography, |
Proc. Seminar-in-Depth,. |
|||
Soc. Photo-Opt. Instrum. E ng.” , 1968.
125.Thompson B. J.— “ Holography, Proc. Seminar-in-Depth, Soc.. Photo-Opt. Instrum. Eng.” , 1968, p. 25.
126.Thompson B. J. Physics-in-Depth, a Seminar sponsored by А1Р'
and NASW. |
Image |
1 (1) Inst, of |
Opt., Rochester, |
New York, |
|
1969. |
|
|
|
|
|
127. Thompson B. J.— |
“ Technological |
Forecast 1980, |
Proc. of |
Po |
|
lytechnic |
Inst, of |
Brooklyn Sym p.” (Schillinger |
A. E., |
ed.),. |
|
1969. |
|
|
|
|
|
128.Thompson B. J.— “ Electro-Optical Systems Design Magazine“', 1970, p. 32.
129. |
Thompson |
B. J., |
Ward J.— |
“ J. Opt. Soc. Amer.” , 1967, v. 57,. |
|||
|
p. 275. |
|
|
|
|
|
|
130. |
Thompson B. J., |
Zinky W.— |
“ Appl. |
O pt.” , 1969, v. 7, p. 2426- |
|||
131. |
Thompson |
B. J., |
Parrent G. B., Ward J., |
Justh |
B.— “J. Appl. |
||
|
Meteorol.” , 1966, v. 5, p. 343. |
|
|
|
|||
132. |
Thompson |
B. J., |
Ward J., |
Zinky |
W.— |
“ Appl. |
Opt.” , 1967,. |
|
V. 6, p . 519. |
|
|
|
|
|
|
133.Thompson J. F., Ward J., Zinky W.— “J. Opt. Soc. Amer.” ,.
1965, V. 55, p. 1506A.
134. |
Tollin P., Main P., |
Rössman M., |
Stroke G. W., Restrick |
R. C.— |
||||||||||
|
“ Nature” , |
1966, v. 209, |
p. 603. |
|
|
|
|
|
|
|||||
135. |
Tonomura A., |
Funkmara A., |
Watawabe M., |
Komoda, |
T.— “ Jap- |
|||||||||
|
J . Appl. Phys., 1968, |
V. 7, |
p. |
295. |
|
|
|
|
|
|||||
136. |
Townsend |
|
R. |
|
L., |
LaMacchia J. |
T.— |
“ J. |
Opt. Soc. |
Amer.” ,. |
||||
|
1969, V. 59, p . 1530A. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
137. |
Tsujiuchi |
J .— “ Progr. |
Opt.” , 1963, v. 2, |
p. 133. |
|
|
|
|||||||
138. |
Tsurata |
T., |
Shiotake |
N., |
Tsujiuchi |
J., |
Matsuda |
K.— |
“ Jap- |
|||||
|
J. Appl. Phys.” , 1967, V. 6, p. 661. |
|
|
|
|
|
||||||||
139. |
Upatnieks J.— |
“ Appl. O pt.” , 1967, v. 6, p. 1905. |
|
|
|
|||||||||
140. |
Upatnieks |
J .— “J. |
Opt. Soc. Amer.” , 1969, v. 59, |
p. |
1539A- |
|||||||||
141. |
Upatnieks |
J ., |
Van |
der |
Lugt |
A., |
Leith |
E. |
N.— “ Appl. |
|
O pt.” , |
|||
|
1966, V. |
5, |
p . |
589. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
84 |
Брайен Дж. Томпсон |
|
142. |
Urbach J. C., Meier R. W.— “ Appl. Opt.” , 1966, v. 5, |
p. 666. |
143. |
Van der Lugt A.— “ IEEE Trans. Inform Theory” , 1964, |
IT-10, |
p. 12.
144.Van Ligten R. F.— “ J. Opt. Soc. Amer.” , 1967, v. 57, p. 564A.
145. Van |
Ligten R. |
F.— “ Holography, Proc. Seminar-in-Depth, |
Soc. |
Photo-Opt. |
Instrum. Eng.” , 1968, p. 75. |
146.Van Ligten R. F., Lawton К. C., “J. Appl. Phys.” , 1967, v. 36, p. 1996.
147.Van Ligten R. F., Osterberg H.— „Nature” , 1966, v. 211, p. 282, 5046.
148.Waddell P., Kennedy W.— ,,Proc. Symp. Engineering Applica tions of Holography” , Univ. of Strathclyde, 1968, p. 347.
149. |
Ward J., Thompson B. J.— |
“ Proc. Brooklyn |
Polytech. Symp. |
|||||||||
150. |
on Modern Optics.” , 1967, p. 649. |
|
|
|
872. |
|
|
|||||
Welford W. T — |
“ Appl. Opt.” , 1966, v. 5, p. |
|
|
|||||||||
151. |
Winthrop |
J. |
T., |
Worthington |
C. |
R.— |
“ Phys. |
L ett.” , |
1965, |
|||
152. |
V. 15, p. 124. |
Hetlinger |
L. |
0 ., |
“ Proc. |
Symp. Engineering |
||||||
Wuerker |
R. |
F., |
||||||||||
|
Applications |
of |
Holography” , |
Univ. |
of |
Strathclyde, |
1968, |
|||||
|
p. 99. |
|
|
|
|
|
|
|
M.— |
|
|
|
153. |
Wuerker |
R. |
F., |
Heflinger L. 0 ., Zivi S. |
“ Holography, |
|||||||
|
Proc. Seminar-in-Depth, Soc. Photo-Opt. |
|
Instrum. |
Eng.” , |
||||||||
|
1968, p. 97. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
154.Zelenka J. S., Varner J. R.— “ Appl. Opt.” , 1968, v. 7, p. 2107.
155.Zelenka J. S., Varner J. R.— “ Appl. Opt.” , 1969, v. 8, p. 1431.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Сороко Л. М. Основы голографии и когерентной оптики, изд-во «Нау ка», 1971 г.
Смородинский Я. А., Сороко Л. М. Успехи голографии, «Знание», 1970 г.
Островский Ю. Н. Голография и ее применение, изд-во «Наука»,
•Островский Ю. Н. Голография, изд-во «Наука» 1970 г. Гудмен Дж. Применение голографии, изд-во «Мир», 1973 г.
Вьено Ж. Ш. и др. Оптическая голография. Развитие и применение, изд-во «Мир», 1973 г.
Кольер Р. и др. Оптическая голография, изд-во «Мир», 1973 г.
ЛАЗЕРЫ В МЕТРОЛОГИИ И ГЕОДЕЗИИ
Джеймс О уэнс1)
1. ВВЕДЕНИЕ
Оптические методы измерения расстояний и углов хорошо известны в промышленной метрологии и геодези ческой службе, но их применение было ограничено источ никами света, пригодными для телескопических методов визирования и измерения углов и для более специализи рованных интерферометрических сравнений примерно оди наковых оптических путей (например, при калибровке концевых мер, в рефрактометрии и при проверке линз и зеркал). Измерения на открытом воздухе с использова нием модулированного света были возможны лишь на рас стояниях в несколько километров.
Внедрение лазеров, и особенно газовых лазеров види мого диапазона, чрезвычайно расширило области приме нения этих оптических методов и в некоторых случаях упростило их использование. Пространственная когерент ность лазерного света позволяет коллимировать пучки с расходимостью, ограниченной только дифракцией; при этом уровень освещенности в них остается достаточно вы соким даже при больших расстояниях. В этих случаях можно осуществить полное коллимирование (или, что равноценно, фокусирование) всей когерентно излучаемой мощности лазера, тогда как при некогерентном источнике света доступна только мощность, излученная с поверхности площадью менее X2. Из законов оптики следует, что интен сивность лазера превышает наибольшую интенсивность неотфильтрованных некогерентных источников света на 4—5 порядков величины. Поэтому визирование можно выполнить путем непосредственной посылки пучка света
1) James С. Owenes, Research Laboratories, Eastman Kodak Com pany, Rochester, New York.
86 |
Джеймс Оуэнс |
в |
заданном направлении, а интерферометрические измере |
ния провести в нормально освещенном помещении и даже на открытом воздухе; при этом дистанции, на которых мож но выполнить оптические измерения, возрастают во много раз. Высокая временная когерентность излучения газового лазера позволяет подсчитать число полос интерференции для значительно больших оптических путей, чем это было возможно ранее.
Мы рассмотрим некоторые практические пути исполь зования спектрального излучения лазеров. В основном ■обсудим линейные измерения (которые иногда можно вы полнить последовательно для нескольких координат), хотя коснемся также и отдельных проблем, связанных с пря мыми трехкоординатными измерениями поверхности раз личных тел.
Более исчерпывающие выводы из теоретической или прикладной оптики можно получить из пособий по ин терферометрии [3, 55]'), визированию [61], а также и по другим более специальным вопросам [43].
В данной статье в основном систематизированы идеи о том, как проводить визирование различных сооружений и как измерять малые и большие расстояния, скорости потоков жидкости и турбулентность, вибрации поверхнос тей, причем предлагаемые методы, по мнению автора, яв ляются наиболее подходящими для каждой проблемы. В обсуждение включено несколько вопросов, которые могут быть полезны, но которые нелегко найти в метрологической литературе: атмосферная рефракция и дисперсия, харак тер интерференционных картин для скомпенсированного и нескомпенсированного интерферометров, выходные сиг налы и ошибки для двух наиболее удовлетворительных типов интерферометров с цифровым отсчетом числа полос, использование матриц Джонса при анализе работы электрооптических приборов для измерения расстояний и работе фазового импульсного устройства при измерении больших расстояний.
-г J310*® работу: Dyson J., Interferometry as a Measuring
lool, The Machinery Publishing (Great Britian), 1970. Прим. ft€pee.
Лазеры в метрологии и геодезии |
87 |
2.ВИЗИРОВАНИЕ
2.1. Направленность пучка
Коллимированный пучок света в вакууме или однород ной среде распространяется по прямой линии, слегка рас ширяясь из-за дифракции. Выходной сигнал одномодового лазера имеет гауссово распределение освещенности, оп ределяемое выражением
/ (г) = (2PhR2) exp (— 2r2!R2), |
0> |
где г — расстояние по радиусу от центра пучка, Р ■—■мощ ность лазера и ^ — радиус, при котором освещенность спадает до величины, составляющей е~2 от значения в, центре пучка. Если посылается весь пучок, то распределе ние освещенности остается гауссовым на любом расстоя нии, а угол полной расходимости в дальней зоне по уровню освещенности е~2 равняется
<р= 2)./ігR, |
(2) |
где %— длина волны света. Из графика зависимости диа метра пятна от расстояния для различных размеров пуч ков света с длиной волны 632,8 нм (фиг. 1) видно, что су ществует оптимальный размер коллимированного пучка, дающий наименьшее пятно для каждой заданной дистанции. При дальнейшем фокусировании размер пятна в картине ближнего поля (т. е. на расстоянии, меньшем того рас стояния, при котором коллимированный пучок возрастает вдвое по сравнению с первоначальным диаметром) умень шается за счет возрастания расходимости в дальней зоне.
На практике, конечно, пучок ограничивается аперту рой передающей оптики, и принимаемое пятно не является точно гауссовым. Минимальный размер пятна на удален ной мишени достигается в том случае, если объектив рас ширяющего пучок телескопа вырезает только малую часть всего пучка; при этом обеспечивается примерно однородное освещение апертуры, но зато теряется значительная часть мощности излучения лазера. Можно показать аналитически или численно [12], что наибольшая освещенность в центре принимаемого пятна достигается в том случае, если посы
88 |
Джеймс Оуэнс |
лаемый пучок обрезается до радиуса, при котором его мощность уменьшается до 8,1% максимальной.
Выгодность использования такой оптической «струны» очевидна: исполнитель может установить лазер и затем идти вдоль пучка, выверяя положения различных элемен тов относительно него. Можно выполнить более точную установку, если использовать простой фотодетектор, по-
"Ф и г. 1. Диаметр |
пятна по уровню ослабления освещенности в |
раз для коллимированного гауссова пучка с длиной волны |
|
632,8 |
нм в зависимости от расстояния. |
добный квадрантному детектору, изображенному на фиг. 2. Доступные коммерческие приборы обеспечивают угловую точность около 1 мкрад при работе на расстояниях порядка сотни метров, а метод не требует принятия решения опера тором, что необходимо при работе с теодолитами и автокол лиматорами. Визирование может быть дополнительно обес печено сервоконтролем. Кроме того, выходной сигнал га зового лазера обычно линейно поляризован, что позволяет использовать поляризационные измерения для получения информации об углах поворота.
Описанная техника визирования широко применяется при строительстве больших сооружений, таких, как арма тура и каркасы, относительно которых будет осуществлять