(от англ. speckle - пятнышко, крапинка) - пятнистая структурав распределении интенсивности когерентного света, отражённого от шероховатойповерхности, неровности к-рой соизмеримы с длиной волны света ,или прошедшего через среду со случайными флуктуациями показателя преломления. <С. возникают вследствие интерференции света, рассеиваемого отд. <шероховатостями объекта. Т. к. поверхность предмета освещается когерентнымсветом, то интерферируют все рассеянные лучи и интерференц. картина имеетне периодическую, а хаотич. структуру. На рис. 1 представлена фотографияспекл-структуры, возникающей при рассеянии высокоинтенсивного (лазерного)пучка света, проходящего через матовое стекло.

Можно различить два случая образования С.- в пространстве предметови в пространстве изображений. В пространстве предметов возникают т. н. <о б ъ е к т и в н ы е С. Свет от лазера (рис. 2) освещает шероховатую, <диффузно рассеивающую поверхность; полная амплитуда световой волны в точкенаблюдения является суммой векторов амплитуд волн, рассеянных всеми точкамиосвещённой поверхности. Эти волны имеют случайные фазы, и в результатеих сложения получается случайная результирующая амплитуда. При изменениикоординат точки наблюдения полная амплитуда (и интенсивность) принимаетразличные, также случайные значения, что и обусловливает появление С. Поперечноесмещение точки наблюдения (без изменения расстояния до рассеивающей поверхности)ведёт к быстрому изменению разности хода между интерферирующими волнамии, соответственно, к мелкомасштабным изменениям интенсивности. Продольноесмещение точки наблюдения ведёт к относительно медленным изменениям разностихода и, соответственно, к относительно крупномасштабным флуктуациям интенсивности. <Др. словами, отдельные С. имеют вытянутую вдоль направления наблюдениясигарообразную форму.

Рис. 1. Фотография объективных спеклов.

Рис. 2. Схема образования объективной спекл-структуры: Л - лазер;РП - рассеивающая поверхность; S - точка наблюдения.

Средний поперечный диаметр спекла

где - угл. диаметр освещённой когерентным светом шероховатой поверхности. Среднийпродольный размер спекла

В пространстве изображений образуются т. н. субъективные С. При наблюдениисубъективных С. изображение предмета оказывается промодулированньш спекл-структурой. <В этом случае ср. размеры С. также описываются ф-лами (1) и (2), где - угл. размеры линзы, образующей изображение (рис. 3). Субъективные С. <обусловлены интерференцией волн, исходящих из всех элементов микроструктурыповерхности объекта в пределах пятна разрешения оптич. системы, т. е. предполагается, <что оптич. система не разрешает микроструктуру поверхности.

Рис. 3. Схема образования субъективной спекл-структуры (структурыизображения): Л - лазер; РП - рассеивающая поверхность; L - линза; S -точка изображения.

Рис. 4. Гало дифракции с полосами Юнга.

Спекл-структура изображений проявляется как при фотографировании в когерентномсвете, так и в голографии. В последнем случае размеры С. также определяютсяпо ф-лам (1) и (2), где -угл. размеры голограммы.

Спеклы мешают рассматриванию объектов, освещённых когерентным светом, <поэтому для их устранения используют разл. методы, сводящиеся либо к существ. <уменьшению размеров С., либо к усреднению спекл-структуры во времени прислучайном изменении распределения фазы волны, освещающей объект (или голограмму).Но С. имеют и широкое практич. применение в спекл-фотографии и спекл-интерферометрии[1-3, 5] для регистрации перемещений и деформаций объектов с диффузнойповерхностью, для измерения шероховатостей поверхности, в астрономии дляизмерения видимого диаметра звёзд и при изучении двойных звёзд.

Простейший вариант спекл-фотографии сводится к фотографированию объектана одну и ту же фотопластинку до и после смещения или деформации. При освещенииполученной таким способом спекл-фотографии нерасширенным лазерным пучкомв дальней зоне наблюдается гало дифракции с полосами Юнга (рис. 4), ориентацияи период к-рых определяются направлением и величиной смещения объекта междуэкспозициями. При изменениях микроструктуры объекта между экспозициями, <что может быть обусловлено эрозией или коррозией поверхности, контактнымивзаимодействиями с др. телами, износом и т. д., идентичность спекл-структур, <образованных объектом до и после смещения, нарушается и контраст полосЮнга уменьшается, что используют для изучения указанных явлений.

Кроме фотогр. вариантов спекл-фотографии и спекл-интерферометрии развиваюти электронные варианты этих методов, к-рые сводятся к электронной записии сравнению спекл-структур, записанных до и после изменений, произошедшихс объектом, напр. с помощью телевиз. систем [2, 3].

Лит.:1) Франсон М., Оптика спеклов, пер. с франц., М., 1980;2) Laser speckle and related phenomena, ed. by J. C. Dainty, 2 ed., В.-[a.o.], 1984; 3) Д ж о у н с Р., Уайкс К., Голографическая и спекл-интерферометрия, <пер. с англ., М., 1986; 4) В е с т Ч., Голографическая интерферометрия, <пер. с англ., М., 1982; 5) Клименко И. С., Голография сфокусированных изображенийи спекл-интерферометрия, М., 1985; 6) Оптическая голография, под ред. Г. <Колфилда, пер. с англ., т. 1-2, М., 1982; 7) Ostrovcky Yu. I., ShchepinovV. P., Yakovlev V. V., Holographic interferometry in experimental mechanics,B.- Heidelberg - N. Y., 1990. Ю. И. Островский.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.