To'lqinli front

Vikipediya, ochiq ensiklopediya

Fizikada-vaqt oʻzgarishi, toʻlqin maydonining toʻlqin jabhasi bir xil fazaga ega boʻlgan barcha nuqtalar toʻplamidir (lokus)[1]. Bu atama odatda faqat har bir nuqtada sinusoidal ravishda bitta vaqtinchalik chastota bilan oʻzgarib turadigan maydonlar uchun maʼnoga ega (aks holda faza yaxshi aniqlanmagan).

Toʻlqinli jabhalar odatda vaqt oʻtishi bilan harakat qiladi. Bir oʻlchovli muhitda tarqaladigan toʻlqinlar uchun toʻlqin old tomonlari odatda bitta nuqtadir. Ular ikki oʻlchovli muhitda egri chiziqlar va uch oʻlchovli sirtlardir.

Toʻlqinli jabhalar ob’ektivdan oʻtgandan keyin shaklini oʻzgartiradi.

Sinusoidal tekislik toʻlqini uchun toʻlqin old tomonlari tarqalish yoʻnalishiga perpendikulyar boʻlib, toʻlqin bilan birga shu yoʻnalishda harakat qiladi. Sinusoidal sferik toʻlqin uchun toʻlqin jabhalari u bilan kengayib boruvchi sferik yuzalardir. Toʻlqin jabhasining turli nuqtalarida tarqalish tezligi har xil boʻlsa, toʻlqin jabhalarining shakli va/yoki yoʻnalishi sinishi orqali oʻzgarishi mumkin. Xususan, linzalar optik to‘lqin jabhalarining shaklini tekislikdan sharsimonga yoki aksincha o‘zgartirishi mumkin.

Klassik fizikada diffraktsiya hodisasi Gyuygens- Frennel printsipi bilan tavsiflanadi, u tarqaladigan toʻlqinlar jabhasining har bir nuqtasini alohida sferik toʻlqinlar toʻplami sifatida koʻrib chiqadi[2]. Xarakterli egilish namunasi kogerent manbadan (masalan, lazer) toʻlqin kiritilgan rasmda koʻrsatilganidek, oʻlchami toʻlqin uzunligi bilan solishtirish mumkin boʻlgan tirqish/diafragma bilan toʻqnashganda eng aniq namoyon boʻladi. Bu roʻyxatga olish yuzasiga turli uzunlikdagi yoʻllar bilan oʻtadigan toʻlqin jabhasidagi turli nuqtalarning (yoki ekvivalenti, har bir toʻlqinning) qoʻshilishi yoki aralashuvi bilan bogʻliq. Agar bir- biriga yaqin joylashgan bir nechta teshiklar mavjud boʻlsa (masalan, difraksion panjara), turli xil intensivlikdagi murakkab naqsh paydo boʻlishi mumkin.

Oddiy toʻlqin jabhalari va tarqalishi[tahrir | manbasini tahrirlash]

Optik tizimlarni Maksvell tenglamalari bilan tavsiflash mumkin va tovush yoki elektron nurlar kabi chiziqli tarqaladigan toʻlqinlar oʻxshash toʻlqin tenglamalariga ega. Biroq, yuqoridagi soddalashtirishlarni hisobga olgan holda, Gyuygens printsipi toʻlqin jabhasining, masalan, boʻsh maydon orqali tarqalishini bashorat qilishning tezkor usulini beradi. Qurilish quyidagicha: toʻlqinlar jabhasidagi har bir nuqta yangi nuqta manbai deb hisoblansin. Har bir nuqta manbasidan jami taʼsirni hisoblash orqali yangi nuqtalarda hosil boʻlgan maydonni hisoblash mumkin. Hisoblash algoritmlari koʻpincha ushbu yondashuvga asoslanadi. Oddiy toʻlqinli jabhalar uchun maxsus holatlar toʻgʻridan-toʻgʻri hisoblanishi mumkin. Masalan, sferik toʻlqin jabhasi sferik boʻlib qoladi, chunki toʻlqin energiyasi barcha yoʻnalishlarda teng ravishda oʻtkaziladi. Har doim toʻlqin jabhasiga perpendikulyar boʻlgan energiya oqimining bunday yoʻnalishlari bir nechta toʻlqin jabhalarini yaratuvchi nurlar deb ataladi[3].

Toʻlqin jabhasining eng oddiy shakli tekis toʻlqin boʻlib, bu erda nurlar bir-biriga parallel. Ushbu turdagi toʻlqinlardan keladigan yorugʻlik kollimatsiyalangan yorugʻlik deb ataladi. Samolyot toʻlqin jabhasi juda katta sferik toʻlqin jabhasining sirt qismi uchun yaxshi modeldir; masalan, quyosh nuri radiusi taxminan 150 million kilometr (1AU) boʻlgan sferik toʻlqin jabhasi bilan yerga tushadi. Koʻp maqsadlar uchun bunday toʻlqin jabhasini yerning diametri masofalarida tekislik deb hisoblash mumkin.

Toʻlqinli jabhalar izotrop muhitda, barcha yoʻnalishlarda, yorugʻlik tezligida harakat qiladi.

Toʻlqin frontining aberatsiyasi[tahrir | manbasini tahrirlash]

Toʻlqinli oʻlchovlar yoki bashoratlardan foydalanadigan usullar linzalar optikasiga ilgʻor yondashuv sifatida qaralishi mumkin. Bu Yerda linza qalinligi yoki nomukammalligi tufayli bitta fokus masofasi mavjud boʻlmasligi mumkin. Ishlab chiqarish sabablariga koʻra, mukammal linzalar sferik (yoki toroidal) sirt shakliga ega, ammo nazariy jihatdan ideal sirt <i id="mwSg">asferik</i> boʻladi. Optik tizimdagi bu kabi kamchiliklar optik buzilishlar deb ataladigan narsalarni keltirib chiqaradi. Eng mashhur aberatsiyalarga sferik aberatsiya va koma kiradi[4].

Biroq, atmosferaning sinishi indeksidagi fazoviy oʻzgarishlar tufayli katta teleskopdagi kabi aberratsiyalarning yanada murakkab manbalari boʻlishi mumkin. Optik tizimdagi toʻlqin jabhasining istalgan mukammal planar toʻlqin jabhasidan ogʻishi toʻlqin frontining aberatsiyasi deb ataladi. Toʻlqinli front aberrations odatda namunali tasvir yoki ikki oʻlchovli polinom atamalar toʻplami sifatida tavsiflanadi. Optik tizimlardagi koʻplab ilovalar uchun ushbu aberatsiyalarni minimallashtirish maqsadga muvofiqdir.

Wavefront sensori va rekonstruksiya usullari[tahrir | manbasini tahrirlash]

Toʻlqinli front sensori — Wavefront sensori va rekonstruksiya usullari bu optik tizimdagi optik sifatni yoki uning etishmasligini tavsiflash uchun kogerent signalda toʻlqin frontining aberatsiyasini oʻlchaydigan qurilma. Shack-Hartmann linzalari majmuasidan foydalanish juda keng tarqalgan usuldir. Moslashuvchan optika, optik metrologiya va hatto koʻzning oʻzida buzilishlarni oʻlchashni oʻz ichiga olgan koʻplab ilovalar mavjud. Ushbu yondashuvda zaif lazer manbai koʻzga yoʻnaltiriladi va retinaning aksi namuna olinadi va qayta ishlanadi.

Shack-Hartmann tizimiga muqobil toʻlqin jabhasini sezish usullari paydo boʻlmoqda. Fazali tasvir yoki egrilikni sezish kabi matematik usullar ham toʻlqin jabhasini baholashga qodir. Ushbu algoritmlar maxsus toʻlqinli optikaga ehtiyoj sezmasdan, turli fokusli tekisliklarda anʼanaviy yorqin maydon tasvirlaridan toʻlqinli old tasvirlarni hisoblab chiqadi. Shack-Hartmann linzalari massivlari linzalar massivining oʻlchamiga lateral ruxsatda cheklangan boʻlsa-da, bu kabi usullar faqat toʻlqin old oʻlchovlarini hisoblash uchun ishlatiladigan raqamli tasvirlarning ruxsati bilan cheklangan. Yaʼni, bu toʻlqinli sensorlar chiziqlilik muammolaridan aziyat chekmoqda va shuning uchun fazalarni oʻlchash nuqtai nazaridan asl SHWFSga qaraganda ancha mustahkamroq.

Fazani dasturiy taʼminotni qayta qurishning yana bir qoʻllanilishi adaptiv optikadan foydalanish orqali teleskoplarni boshqarishdir. Keng tarqalgan usul bu Roddier testi boʻlib, u toʻlqinning egriligini aniqlash deb ham ataladi. Bu yaxshi tuzatish beradi, lekin boshlangʻich nuqtasi sifatida allaqachon yaxshi tizimga muhtoj. Haqiqatan ham, yuqorida tavsiflangan chiziqlilik muammolari tufayli. Shuning uchun odamlar keyingi Gen adaptiv optik tizimlarida turli xil WFS turlarini birlashtiradi.

Yana qarang[tahrir | manbasini tahrirlash]

Maʼlumotnomalar[tahrir | manbasini tahrirlash]

  1. Essential Principles of Physics, P. M. Whelan, M. J. Hodgeson, 2nd Edition, 1978, John Murray, ISBN 0-7195-3382-1
  2. Wireless Communications: Principles and Practice, Prentice Hall communications engineering and emerging technologies series, T. S. Rappaport, Prentice Hall, 2002 pg 126
  3. University Physics — With Modern Physics (12th Edition), H. D. Young, R. A. Freedman (Original edition), Addison-Wesley (Pearson International), 1st Edition: 1949, 12th Edition: 2008, ISBN 0-321-50130-6, ISBN 978-0-321-50130-1
  4. Encyclopaedia of Physics (2nd Edition), R. G. Lerner, G. L. Trigg, VHC publishers, 1991, ISBN (Verlagsgesellschaft) 3-527-26954-1, ISBN (VHC Inc.) 0-89573-752-3

Qoʻshimcha oʻqish[tahrir | manbasini tahrirlash]

Darsliklar va kitoblar[tahrir | manbasini tahrirlash]

  • Zamonaviy fizika tushunchalari (4-nashr), A. Beiser, Fizika, MakGrou-Xill (Xalqaro), 1987,ISBN 0-07-100144-1
  • Zamonaviy ilovalar bilan fizika, LH Greenberg, Holt-Saunders International WB Saunders and Co, 1978,ISBN 0-7216-4247-0
  • Fizika tamoyillari, JB Marion, WF Hornyak, Holt-Saunders xalqaro Saunders kolleji, 1984,ISBN 4-8337-0195-2
  • Elektrodinamikaga kirish (3-nashr), DJ Griffits, Pearson Education, Dorling Kindersley, 2007,ISBN 81-7758-293-3
  • Nur va materiya: elektromagnetizm, optika, spektroskopiya va lazerlar, YB Band, Jon Wiley & Sons, 2010,ISBN 978-0-471-89931-0
  • Light Fantastic — Klassik va kvant optikasiga kirish, IR Kenyon, Oksford universiteti nashriyoti, 2008 yil,ISBN 978-0-19-856646-5
  • McGraw Hill Fizika entsiklopediyasi (2-nashr), CB Parker, 1994,ISBN 0-07-051400-3
  • 978-1-4020-0333-2

Jurnallar[tahrir | manbasini tahrirlash]

Tashqi havolalar[tahrir | manbasini tahrirlash]