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为什么激光看起来颗粒状?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-09-13 09:07:10

它被称为斑纹,这是由于光的波动性质(干涉)。

从激光射入眼睛的光不会产生散斑。

散斑的发生是由于激光在时间上是相干的,并且是从一个随机的表面散射的。随机表面导致大量小波离开目标并在空间上重叠,每个小波与所有其他小波的相位关系都是随机的。

当你的眼睛看到这个重叠的波场时,当所有的东西都聚焦时,它会导致更多的重叠发生。这就导致了眼睛中的散斑,这种散斑受到眼睛瞳孔大小的限制。有趣的是,斑点的大小会比你眼睛的焦点小,或者非常接近于相同的大小,如果你的视力是20/20。非常细的颗粒斑点会在照片中形成(见下面的图片),即使图片没有聚焦。



如果你是近视眼,并移动你的头到左边,同时观看一束激光散射从一个方便的表面,如墙壁,斑点图案将出现移动到右边。如果你是远视的,图案会随着你的头向左移动。如果你的眼睛聚焦好,图案将是几乎静止的。这种图案是在观察者的光学系统中形成的,通常称为主观散斑图案,每个相机和观察者都不一样。

很难从壁面上观察到直接的散斑图案。在一个非常暗的房间里,有一束非常亮的激光照射在一面墙上,你可以回头看房间最暗的部分,看到另一面墙上有一个大间隔的斑纹图案。这些斑点的大小与墙上被激光束直接照射的光斑的大小成反比。这个模式对所有观察者都是一样的。

散斑是由干涉和衍射的结合引起的。



散斑在激光照明和成像应用中是一个令人头疼的问题。它限制了使用激光拍摄图像的质量。



散斑可以通过平均时间、波长或角度来减少。成像系统的孔径越大,散斑尺寸越小。相干长度相对于被照亮物体的光学深度越短,散斑的对比度就越低。曝光时间越长(只要场景中有东西在移动),散斑的对比度就越低。
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