ТА́ЛЬБОТА ЭФФЕ́КТ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
Книжная версия:
Электронная версия:
ТА́ЛЬБОТА ЭФФЕ́КТ (Тальбо эффект), самовоспроизведение светового поля с периодич. модуляцией амплитуды при распространении в линейной среде. Обнаружен для светового поля с пространственно-периодич. модуляцией в 1836 У. Г. Ф. Тальботом (Толботом). Исследован в 1881 Дж. Рэлеем, показавшим, что Т. э. является следствием дифракции Френеля.
При падении плоской волны с амплитудой A(x) на периодич. дифракционную решётку с периодом a (транспарант, на котором приведено распределение амплитуды волны, рис.) образ волны повторяется через равные расстояния от плоскости решётки. Расстояние, на котором воспроизводится точное изображение волны, равно Z_T= 2a^2/λ, т. н. расстояние Тальбота (λ – длина волны). На этом расстоянии все гармоники дискретного спектра амплитуды A(x) при дифракции светового поля на пространственной решётке приобретают набег фазы, кратный 2π, вследствие чего происходит точное воспроизведение исходной волны. Воспроизведение изображения, повторяющееся на расстояниях Z_T·n, где n=2,3, называется кратным Т. э. На расстояниях, равных Z_T·(n+1/2), изображение сдвигается относительно первоначального на половину периода. Уменьшение периода в изображении на расстоянии Z_T·(n+1/q), где q=3,4,5, называется дробным эффектом Тальбота.
При двумерной модуляции амплитуды A(x, y) Т. э. существует, если соизмеримы квадраты периодов модуляции по осям x, y. Для светового поля с модуляцией амплитуды на треугольной равносторонней решётке со стороной а расстояние Тальбота равно Z_T^a=(3/4)Z_T.
Для волнового поля с периодич. модуляцией амплитуды во времени эффект самовоспроизведения, аналогичный Т. э., возникает в среде с квадратичной дисперсией при распространении на расстояние Z_T^{\text{time}}=\frac{T^2}{\pi|d^2k/dω^2|} где T – период модуляции, k=k(ω) – дисперсионное соотношение для среды, ω – частота волны.
Т. э. применяют в интерферометрич., спектральных измерениях, для фазовой синхронизации лазерных решёток. Эффект самовоспроизведения полей, модулированных во времени, используется для кодирования информации.