Дифракция когерентного излучения на поверхностях с негауссовой статистикой шероховатости

Abstract

Распределение дифракционных максимумов полученных в результате взаимодействия дифракционного поля или спекл-поля с плоскостью приемника определяет характер отражающей поверхности. Однако вопрос формирования спекл-полей, наблюдаемых в результате взаимодействия когерентного излучения с диффузно рассеивающими поверхностями, описываемыми негауссовым распределением шероховатостей, является недостаточно изученным. В работе теоретически и экспериментально исследовано распределение амплитуды спекл-полей возникающих в результате дифракции лазерного излучения на поверхностях подвергшихся механической обработке. Проведено математическое моделирование спекл-полей, распределение амплитуды которых не подчиняется гауссовой статистике. Доказано, что спекл-поля, образованные в результате взаимодействия когерентного излучения с шероховатыми поверхностями, не являются абсолютно случайными, а содержат в себе информацию о той степени упорядочения, которая характеризует объект.

Розподіл дифракційних максимумів отриманих в результаті взаємодії дифракційного поля або спекл-поля с площиною приймача визначає характер поверхні, що відбиває. Проте питання формування спекл-полів, які спостерігаються в результаті взаємодії когерентного випромінювання з дифузно розсіювальними поверхнями, що описуються негаусовим розподілом шорсткості, є недостатньо вивченим. У роботі теоретично і експериментально досліджено розподіл амплітуди спекл-полів, що виникають в результаті дифракції лазерного випромінювання на поверхнях, які піддалися механічній обробці. Проведено математичне моделювання спекл-полів, розподіл амплітуди яких не підкоряється статистиці Гауса. Доведено, що спекл-поля, що утворені в результаті взаємодії когерентного випромінювання з шорсткими поверхнями не є абсолютно випадковими, а містять в собі інформацію про ту міру впорядкування, яка характеризує об’єкт.

The character of scattering surface depends on distribution of diffraction maximums obtained by interaction of diffraction field and a receiver plane. However, the question of forming of the speckle-fields observed as a result of interaction of coherent radiation with the diffusely scattering surfaces described by non-Gaussian distribution of roughness is not enough studied. In this paper the distribution of amplitude of speckle-fields appearing as a result of diffraction of laser radiation on the surfaces after machining is experimentally and theoretically investigated. The mathematical simulation of speckle-field the amplitude distribution of which are not subjected to a Gaussian statistics has been carried out. It is proven that speckle-fields formed as a result of interaction between coherent radiation and rough surfaces are not absolutely random and contain information about the degree of organization that characterizes the object.