散斑概述

发布网友发布时间：2024-10-24 13:14

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自激光技术诞生于1960年代，科学家们发现了一个引人注目的现象：当激光照射在物体表面时，会呈现出颗粒状的结构，即所谓的“激光散斑”。这种现象源自激光在粗糙表面的反射或通过不均匀介质时，其强度分布呈现出随机的图样。由于激光的高相干性，当光波从物体表面反射，各点的振动会在适当距离的观察点上形成相干。然而，由于表面粗糙度通常大于光波波长，导致各点子波到达观察点的相位分布随机，从而形成散斑的随机强度分布，呈现出颗粒状的视觉效果。

散斑现象并非新发现，早在牛顿时代，科学家们就观察到了恒星的闪烁现象，而行星的类似现象则不易察觉，这与星体空间相干性的差异有关。1877年，K.埃克斯纳在研究散射光干涉时，观察到了辐射状散斑，这源于光源的单色性不足。1914年，M.von劳厄的夫琅和费照片进一步揭示了这种结构的统计特性。

然而，对散斑现象的深入研究和广泛应用主要发生在激光技术兴起之后。激光作为理想的相干光源，使得研究人员能够系统地研究散斑的统计性质，包括相干性和部分相干性、偏振和部分偏振等复杂情况。然而，散斑对相干成像系统来说是一种干扰，限制了系统的分辨率。早期，人们尝试减少散斑效应，但收效甚微。然而，近年来，散斑的特性被巧妙地应用于各个领域，取得了显著的进展。