纤维光学元件应用于全息千涉计量的研究.PDF

维普资讯 探测琵和超 导 这一年最01人注Hl均淌 垡】1j趟 柑科研制红外探测器。NASA马歇尔空 问飞 行 中 心也参与设项 }l 研究。棋押应用光学中心的项 目执行经理韵说法 “该项 目的 目的是为 了设计、制造和润 !武红外睡视臻面阵列 (FPAS)，此阵列含有新的高温超导 材 料 ”， 它是氧铜铋钇化合 物 (Y13aCa。O )。 YBazCu30大约在77K时出现超导，这就能够采用液氨冷却，它的特点是使 探 测器 的结构简单并扩大T使用范围。科学家们正以FPA样机的研制论证此种材料的实用性 。 另外也将对铊的化台物像’蓖、镪、钙和铜的氧化物进行研究。 红外方面的其它进展 在材料、性能水平， 合阵列、信号处理技术和超品格以及在 硅、多 量 子 阱、多 光谱探测器范围l958年辽有许多进展 其中很多内容是1988年两个重要的国际光学工程 会议上讨论的题 目。 ((LaserFocus))1988年12月 李嘉伦 译 李志惠 校 纤维光学元件应用于全息千涉计量的研究 卢晓蓉 北京光电技术研究所 一 ， ；J宫 垒息术止住l得到前所泰有的广i乏应用，它的独一无二之处在于能静记录及完整地再 现物的振幅和位棚信息。他统的垒息系统比较复杂，空间滤波器、扩束透镜等是必不可少 的，在实际工作rp有时还要加入准直透镜以及改变光束方向的反射镜等，选样的系统显 得很复杂，另外，机械振动，热变化率，空气抖动常会绐记录过程带来危害。 为了在曝光划问使光学元件的相对位移保持在波长的几分之一以下，通常把所有元 蚱敞在能与振塬弼离的减震实验台上，这就要求激光器，千扳，物体离得很近，特别是 当需记录物体内面戒远程物体时，这种系统就不适用了。 在记录年¨再现过程q如果使用光纤，可大大减少所需调节元件的数量，降低封环境 的要求，并使系统灵活、方便、使通常技术实现不了的工作变为可能，扩大了现有垒息 术实用的范吲。不仅物光和参考光可以弯曲传输，也可位物体的象弯曲传输，这就使远 程物体或难 到达的环境 的干涉计量研究成为可能。特别是如能把光纤垒息系统集成 为光纤象面垒息干涉仪，与闭路电视系统联结，可在电视屏幕上观察到干涉图。运对机 器 内部的检测、医学和生物学方面的内视研究将是很方便的。 本文主要对光纤元 应用于垒息_T涉计量的理论和实验进行了一些研究． 维普资讯 三、纤维光学元件及 全息中应用的基本理论 1．纤维光学元件 纤维光学元件主要包括光纤 (多模和单横)、多模光纤传光束，多摸光纤传象束。 光纤是灵活易变形的光导，光可在其中传输根长距离而衰减却很小。光纤有芯和保 护层或称包层。一般 f青·况下又用一塑料壳作保护。高质量的光纤一般是用二氧化硅制作 的。单模光纤与多模光纤的区别在于同时在光纤中传播韵模式数不同，只能传播一个模式 的光纤叫单模光纤 (SMF)，单模光纤一般是阶跃型折射率光纤，而多模光纤 (MMF) 既可是阶跃型，又可是梯度型折射率光纤。 一 根光纤可以收集所有落在其芯体端面上数值孔径之内的光，若光纤的长度远大于 芯体直径，则通过输 出面的光分布将是均匀的，这是由于光束经受 了多次反射，以及空 间光线的积分作用，所以，不能期望一根光纤传递比其芯体直径更细小的空间信息的细 节，而只能把它看成纤维束中的单个信息点。 多模光纤传象束是由许多多模光纤有顺序地排列起来，组成能传输高分辨率图象的 相关光纤束”，每根光纤的相对取向沿长度上不变，每根光纤传输不同量的光，出端 的图象是由强度变化的离散分量组成。它既可传输物的振幅信息，也可传输位相信息。 但 由于多模光纤输 出的光的模式图样很大程度上依赖于光纤弯曲应力，在曝光期间，光 纤所受应力的任何变化都会使相位信息有所损失。 多模光纤传光束是非相关光纤束，光纤的排列不是一一对应的，可用来传输光，而 不能用来传输图象。 2．理论分析 与垒息记录和再现过程有关的基本问题是光纤传输的相干性 、波前形式和偏振态。