Optical speckle-field visibility diminishing by reduction of a temporal coherence

• Autorzy: Vasnetsov Mikhaylo , Voytsekhovich Valeriy , Ponevchinsky Vladislav , Kachalova Nataliia , Khodko Alina , Mamuta Oleksandr , Pavlov Volodymyr , Khomenko Vadym , Manicheva Natalia

Identyfikatory

DOI

10.35784/iapgos.5495

Warianty tytułu

PL

Optyczne zmniejszanie widoczności pola plamkowego poprzez redukcję spójności czasowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper is a report of an experimental study to suppress the speckle structure of a coherent optical field. The technique proposed is based on the reduction of the temporal coherence utilizing enriching the output spectrum of Nd:YVO4 laser with intra-cavity second harmonic generation by additional emission lines. Temperature-controlled simultaneous emission of two components at 1.063 m and 1.066 m with nearly equal intensities in IR is achieved. In the second-harmonic output the emission lines 531.7 nm, 532.3 nm and 532.8 nm were recorded. The influence of the spectrum variation on the formation of a speckle field was checked. Successfully removed intensity zeros and reduced contrast (visibility) from 0.92 to 0.65 in a light scattered by a ground glass diffuser at the angle 35°. A simple consideration of the speckle field dumping mechanism is presented.

PL

Praca jest raportem z badań eksperymentalnych mających na celu stłumienie struktury plamkowej spójnego pola optycznego. Proponowana technika polega na redukcji spójności czasowej poprzez wzbogacenie widma wyjściowego lasera Nd:YVO4 o wewnątrzwnękową generację drugiej harmonicznej przez dodatkowe linie emisyjne. Osiągnięto kontrolowaną temperaturowo jednoczesną emisję dwóch składników przy 1,063 m i 1,066 m przy prawie równych intensywnościach w podczerwieni. Na wyjściu drugiej harmonicznej zarejestrowano linie emisyjne 531,7 nm, 532,3 nm i 532,8 nm. Sprawdzono wpływ zmiany widma na powstawanie pola plamkowego. Udało się usunąć zera intensywności i zmniejszyć kontrast (widoczność) z 0,92 do 0,65 w świetle rozproszonym przez dyfuzor ze szkła szlifowanego pod kątem 35°. Przedstawiono proste rozważenie mechanizmu zmniejszenia pola plamkowego.

Słowa kluczowe

EN

speckle field; coherence; visibility

PL

pole plamkowe; spójność; widzialność

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2024
• Tom: T. 14, nr 1
• Strony: 17--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Vasnetsov Mikhaylo

• Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0001-9095-5334

autor

Voytsekhovich Valeriy

• Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-7196-729X

autor

Ponevchinsky Vladislav

• Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0009-0003-7250-3619

autor

Kachalova Nataliia

• Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
• L.M. Litvinenko Institute of Physical and Organic Chemistry and Carbon Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-9956-5380

autor

Khodko Alina

• Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0001-5685-1013

autor

Mamuta Oleksandr

• Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-6404-5879

autor

Pavlov Volodymyr

• Vinnitsia National Technical University, Vinnitsia, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-0717-7082

autor

Khomenko Vadym

• Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-7926-9277

autor

Manicheva Natalia

• Odessа Polytechnic National University, Odessa, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-3043-5342

Bibliografia

• [1 ] Arkhelyuk A. D. et al.: Characteristics of polychromatic speckle fieldsand temporal coherence.Proc. SPIE 8338, 2011, 833805.
• [2] Baranova N. B. et al.: Wave-front dislocations: topological limitations for adaptivesystems with phase conjugation.J. Opt. Soc. Am. 73, 1983, 525–528.
• [3] Born M., Wolf E.:Principles ofOptics. Cambridge University Press, Cambridge 1999.
• [4] Dayan Li et al.: Speckle suppression by doubly scattering systems.Applied Optics52, 2013, 8617–8626.
• [5] Goodman J.:Some fundamental properties of speckle.J. Opt. Soc. Am. 66, 1976, 1145–1150.
• [6] Goodman J. W., Speckle Phenomena in Optics: Theory and Applications, 1st ed. Roberts & Company, 2006, 125–149.
• [7] Kompanets I., Zalyapin N.:Methods and Devices of Speckle –Noise Suppression.Optics and Photonics Journal, 10, 2020, 219–250.
• [8] Kukharchuk V. et al.: Features of the angular speed dynamic measurements withthe use of an encoder. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarcei Ochronie Środowiska –IAPGOS 12(3), 2022, 20–26.
• [9] Nye J., WrightF.J.:Natural Focusing and Fine Structure of Light:Caustics and Wave Dislocations. Am. J. Phys.68(8), 2000, 776[https://doi.org/10.1119/1.19543].
• [10] Pavlov S. et al.:Electro-optical system for the automated selection of dental implants according to their colour matching. Przegląd elektrotechniczny93(3), 2017, 121–124.
• [11] SchmittJ. M., XiangS. H., YungK. M.:Speckle in Optical CoherenceTomography.Journal of Biomedical Optics 4, 1999, 95–105.[12]Turri G. et al.: Temperature-dependent stimulated emission crosssectionin Nd3+:YVO4crystals. J. Opt. Soc. Am. 26(11), 2009.
• [13] Vasnetsov M., Soskin M., Pasko V.:Topological configurations of cross-coupled polarization singularities in a space-variant vector field.Optics Communications 63, 2016, 181–187.
• [14] Wójcik W., PavlovS., KalimoldayevM.:Information Technology in Medical Diagnostics II. London: Taylor & Francis Group, CRC Press, Balkema book, 2019[https://doi.org/10.1201/ 9780429057618].
• [15] ZhangZ.et al.: Intra-cavity second harmonic generation with Nd:YVO4/BIBO laser at 542nm.Optics Communications267, 2006, 487–490.