Способ определения фазовых характеристик инфракрасного излучения

Способ определения фазовых характеристик инфракрасного излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ , основанный на делении входного излучения на две части, формировании интерференционной картины и определения по ней среднего радиуса кривизны фронта входного излучения и отклонения от среднего, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона измерений параметров оптического излучения источников с апертурой до 1 мм в инфракрасной области спектра, В одной из частей формируют фронт волны .с известным радиусом кривизны, про-; тивоположньяй кривизне фронта другой части излучения

СОКИ СОЙЕТСНИХ

COI44AЛИСТИЧЕСИИХ

PEGflJJSJNH

09) (11) 3(5)) 801 В 9 02) С 013 9/02

rOCVPAPCTHEHHblA КОМИТЕТ COOP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

° Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

К АВТОРСКОМУ СВКВВТВВЬСТВУ (21) 3332845/18-25 (22) 07.08.81 (46) 23,06.83. Бюл. )) 23 (72) Л.В.Зотов и Ю.Н.Громов (53) 535.411 (088.8) (56) 1. Луизова A.Â., Федорова Н.С.

Исследования когерентности лазеров на стекле, активированном ниодимом. О.М.П., 1972, 9 8, с. 15-18.

2. Барчуков A.È., Любин A.À., Терни В.С. Измерение радиуса кривизны лазерного луча интерференционным методом.- Квантовая электроника, 1972, )) 4/101, с. 99-101. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, основанный на делении входного излучения на две части, формировании интерференционной картины и определения по ней среднего радиуса кривизны фронта входного излучения и отклонения от среднего, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона измерений параметров оптического излучения источников с апертурой до 1 мм в инфракрасной области спектра, в одной из частей формируют фронт волны .с известным радиусом кривизны, нро-. тивоположный кривизне Фронта другой части излучения.

Изобретение относится к оптико- ственное разрешение, а следовательно, интерференционным сре средствам измерений .и структуру измеряемого излучения. и и предназначено для ис е я исследования фазо- Наиболее близким по техническо вых характеристик инфракрасного излу- сущности и достигаемому результату к изобретению является. способ определечения °

Известен спосо опре б определения фазовых ния фазовйх характеристик инфракраснохарактеристик волнов г волнового Фронта, основан- го излучения, основанный на регистратины 2 ный на дифракции с ф" ции света на диафрагме ции интерференционной картины

1 фотоприемн@êà

Оп еделение фазовых характеристик

Однако этот способ имеет ограничен- преде е н ю точность измерений, обусловленную lp:èñcëåäóåìoão излучения сводится к ф ьы свя- измерению радиусов кривизны интерфев твительности ренционных колец этого излучения и занными с порогом чувствитель и са к ивизны

Ф отоприемного устро ства, т ойства которое опрв нахождению среднего радиу р простран- волнового фронта"R из соотношени я . деляет шаг сканирования, т.е.пр (2- «U 4teki.(È+1Л +4ю А Я ТХ ти-и Л(1%+<) 3 .у ъ 1Ъ, (,(На чертеже представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство состоит из испытуемого источника 1 излучения, светоделительного кубика 2, делящего устройство на два канала: опорного, состоящего из подвижного непрозрачного экрана 3, зеркала 4, фазосдвигающего устройства 5, зеркала 6, конденсатора 7, диафрагмы 8 и двухкомпонентного объек-. тива 9, и измерительного, состоящего из диафрагмы 10, фотоприемного устройства 11 с предусилителем 2, установленных на сканирующем устройстве, обеспечивающем сканирование в плоскости, перпендикулярной оптической оси в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и индикаторного устройства 13.

Устройство работает следующим образом. где à — радиус кривизны кольца интерAl ференционной картины порядка N; . — длина волны измеряемого излучения; фокусное расстояние линзы; о — расстояние от линзы до экрана.

Недостатком известного способа является узкий диапазон измерений фазовых характеристик излучения параметров оптического излучения источников с апертурой до 1 мм, обусловленный 30 конечной величиной минимально возмож- ного диаметра пучка входного излучения и наличием сильных искажений волнового фронта за счет формирующей оптики иэ-за наличия аберраций. При этом в 35 случае получения одного интерференционного кольца в пределах апертуры исследуемого излучения можно получить информацию только о величине среднего радиуса кривизны волнового фронта,40 а информация об искажении его полностью отсутствует.

Цель изЬбретения — расширение диапазона измерений параметров оптического излучения источников с апертурой 45 доl мм в инфракрасной области спектра.

Поставленная цель достигается тем, 1 что в способе определения фазовых характеристик инфракрасного излучения, основанном на делении входного излучения на две части, формировании интерференционной картины и определе- нии по ней среднего радиуса кривизны фронта входного излучения и отклонения от среднего, в одной из частей формируют фронт волны с. известным радиусом кривизны, противоположный кривизне фронта другой части излучения.

Выполнение измерений с использованием предлагаемого способа позволяет 60 уменьшить диаметр пучка входного излучения, снизить аберрационные искажения волнового фронта опорного излучения и ограничения на апертуру исследуемых пучков. 65

Излучение исследуемого источника

1 излучения попадает на светоделительное устройство 2, где разделяется на измеряемое и опорнре, которое в режиме измерения фазовых характеристик при выведенном экране 3 преобразуется элементами:опорного канала в пучок со сферическим сходящимся волновым фрон тбм, и, проходя светоделитель 2 повторно, интерферирует с измеряемым из лучением. Интерференционное поле сканируется фотоприемным устройством 11 с диафрагмой 10. Сигнал с фотоприемного устройства после предусилителя

12 попадает на индикаторное устройство 13, с которого считывается информация о интерференционном распределении в соответствии с координатами по-. ложения диафраграмы 10 фотоприемного устройства. С помощью фазосдаигающего устройства 5, выполненного в виде зеркала, установленного на пьеэокорректоре, можно изменять оптическую длину хода опорного пучка, тем самым достигается установка центра интерференционной картины на максимум сигна1024700 ла с фотоприемного устройства, и стайовится справедливой формула:

Q,, „г

%„вХ- v. ю

5 де К - радиус кривизны входного излученияу радиус кривизны опорного вол4 нового фронта, равный растоянию от точки схождения опорно- о

ro излучения до диафрагмы фотоприемного устройствау

Г„ - радиус интерфйренционного кольца порядка †.длина волны исследуемого излучения.

Величину точности способа измерения можно определить по формуле:

КЬ ьФМ+4Р4 41й2>

,це ф(„- точность определения радиуоа опорного фронта; фе- точность измерения радиуса интерференционного кольца по->> рядка rn дНИИПИ Заказ 4375/34

Тираж 602 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4

В случае снятия амплитудного ðàñпределения вводится непрозрачный экран 3 и перекрывает опорное излучение, а измеряемое исследуется сканированием фотоприемного устройства.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает: расширение области измерения амплитудно-фазовых характеристик в инфракрасной области спектра длин волн; измерение фазовых характеристик излучения с размерами аперт ры до 1 мм (вместо 8 мм); возможностй измерений на расстояниях не менее 30-50 мм от выходного окна источника излуче— ния (вместо 500 мм); расширяет диапазон измеряемых значений Я до десятков метров (вместо одного метра) при существенном повышении точности измерений (niдо 20%), независимо от ве.личины К и при минимальных искажениях волновых фронтов опорного н измеряемого пучков; позволяет определять отклонения волнового фронта от средней кривизны; позволяет производить исследования амплитудно-фазовых характеристик многомодового излучения.