Measurement of the degree of second order temporal coherence $g_s^{(2)}({\tau})$ of a laser speckle backscattered from a rotating randomly rough metal surface

회전하는 거친금속표면에서 후방산란되어 형성된 레이저 스펙클의 세기의 시간상관함수 $g_s^{(2)}({\tau})$의 측정

  • 안성준 (한국과학기술원 물리학과) ;
  • 이상수 (한국과학기술원 물리학과)
  • Published : 1992.09.01

Abstract

The s-polarized laser beam is incident with an angle ~$-30^{\circ}$ to a uniformly rotating rough metal surface and the degree of second order temporal coherence $g_{s}^{(2)}(\tau)$ of the backscattered wave, which has the same polarization with the incident laser beam, is measured. The contribution of shot noise involved in the measurement of $g_{s}^{(2)}(0)$ is subtracted from the photoelectric signal to obtain the accurate value of $g_{s}^{(2)}(0)$.At each scattering angle$\theta_{s}$에서$g_{s}^{(2)}(\tau)$ is almost consistent with the function {1+exp($-\tau^2/\tau_0^2$)}, which is the same result with the case of the laser speckle formed by scattering on the rotating ground glass suface. In addition, a peak in the angular distribution of $\tau_0$ is observed with the maximum at$\theta_s=34^{\circ}$.It is found that the rough metallic scattering with multiple scattering over than 10% has the same function of the degree of second order temporal coherence with that of the ground glass surface scattering where the multiple scattering is ignorably small.

회전하는 거친금속표면에 s-편극된 레이저광을 $-30^{\circ}$로 입시시켜 생긴 후방산란파중 입사광과 동일한 편극을 가지는 후방산란파에 대하여 세기의 시간상관함수 $g_{s}^{(2)}(\tau)$를 측정하였다. 이 과정에서 광전신호로부터 $g_{s}^{(2)}(0)$의 측정을 할 때 수반되는 shot noise의 영향을 제하여 줌으로써 정확한 $g_{s}^{(2)}(0)$ 값을 얻었다. 각 산란각$\theta_{s}$에서$g_{s}^{(2)}(\tau)$는 {1+exp($-\tau^2/\tau_0^2$)}함수와 거의 일치하였는데, 이는 등속으로 회전하는 간유리를 투과하여 형성된 레이저 스펙클의 경우와 같은 결과이다. 또한, 산란각에 따른 $\tau_0$의 분포에서는 $\theta_s=34^{\circ}$에서 예리하게 최대값을 가지는 것이 관찰되었다. 이 연구에서, 다중산란이 10%를 넘는 금속판산란과 다중산란이 무시될 수 있는 간유리판산란이 같은 함수꼴의 세기의 시간상관함수를 갖는다는 사실이 확인되었다.

Keywords