Способ определения изменения волнового фронта когерентного излучения

Способ определения изменения волнового фронта когерентного излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использов.ано при построении оптических систем . Целью изобретения является обес печение определения изменения волнового фронта в реальном масштабе времени . Исходный пучок пропускают через схему оптического дифференцирова ния, т.е. через пару сфокусированных линз, в общей фокальной плоскости которых помещен клин, коэффициент пропускания по амплитуде которого меняется линейно по координате X,. Измеряют распределение интенсивностей исходного пучка, оптически продифференцированного по координате Х, ортогональной координате Х , и всТтомогательного пучка, образованного пу тем пропускания исходного пучка через второй фазовый клин, ориентированный вдоль координаты Х, а изменение волнового фронта исходного пучка в каждой точке апертуры определяют из соотношения, связывающего все определенные интенсивности и параметр фазового клина. 1 ил. (Л ,(fiM

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) (51)4 G 02 В 27 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,Q/

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3785549/24-10 (22) 28.08.84 (46) 07,02.86, Бюл. 9 5 (72) Г,П. Костометов, Н.В. Кузьмина и Н.Н. Розанов (53) 835.8(088.8) (56) Арр1. 0pt., 1966, v, 5,9 7 р.1229

0ptica Acta, 1981, v, 28, Р 6, р. 735-738. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ВОЛ.

НОВОГО ФРОНТА КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Иэобретение может быть использовано при построении оптических систем. Целью изобретения является обес" печение определения изменения волнового фронта в реальном масштабе времени. Исходный пучок пропускают через схему оптического дифференцирования, т.е. через пару сфокусированных линз, в общей фокальной плоскости которых помещен клин, коэффициент пропускания по амплитуде которого меняется линейно по координате Х<. Измеряют распределение интенсивностей исходного пучка, оптически продифференцированного по координате Х, ортогональной координате Х<, и вс1)омогательного пучка, образованного путем пропускания исходного пучка через второй фазовый клин, ориентированный вдоль координаты Х, а изменение волнового фронта исходного пучка в каждой точке апертуры определя- И

Ж ют из соотношения, связывающего все определенные интенсивности и параметр фазового клина. 1 ил.

Изобретение относится к коРерентной оптике и может быть испольэовано при построении оптических систем, Цель изобретения — обеспечение определения изменения волнового фронта в реальном масштабе времени.

На чертеже представлена схема оптического дифференцирования исходного пучка по координате Х .

Способ реализуют следуюшим образом.

Исходный пучок с комплексной амплитудой U(X1 Х ) в сечении 1 пропускают через схему оптического дифференцирования, т.е. пару софокусных линз 2 и 3, причем в общей фокальной плоскости этих линз помещен фильтр 4, коэффициент пропускания по амплитуде которого t меняется линейно по координате Х,:

,(Х,,Х,) = C Х, + С,, где С, С вЂ” постоянные оптического дифференцирования, т,е параметры амплитудного фильтра 4.

Это возможно, поскольку рассматриваемое поле фокусируется в плоскости амплитудного фильтра 4 в ограниченную Область. В результате в фокальной плоскости 5 линзы 3 реализуется линейная комбинация комплексной амплитуды и ее производной по Х от исходного поля:

И (Х Х ) = — C +

ЭХ

+ С,и(Х1,Х,), которая регистрируется, например„ матричным фотоприемникам. Поле

U (Х,X>) получено известным методом Фурье-Оптики. Второе поле

U (X,Х ) формируется так же, как и первое, но производная берется по координате Х : Для этого схема оптического дифференцирования разо ворачивается на 90 вокруг своей оси. При этом коэффициент пропускания t< амплитудного клина 4 задается формулой

1 (Х,Х ) = С Х + С, Вспомогательные поля U (X1,X ) и

Ug(X1,Х ) получаются по той же ме, что и первые два, с той лишь разницей, что волновой фронт исходного ноля предварительно изменен с помощью фазового клина с параметром Ф (не показан),т.е. при формировании третьего поля,, U(X<, Х ) заменяется на вспомогательное

10118 2 поле П(Х„,X )е "", а при формиро" ванин четвертого поля - qa вспомо,«х, гательное поле П(Х,Х )е . Ори-. ентация фазового клина совпадает с ориентацией соответствующего амплитудного клина 4. Пропускание исходного излучения через фазовый клин можно заменить отражением от гибкого зеркала или разворотом on10 тической оси системы по отношению к оси пучка на соответствующии угол. Изменение волнового фронта исходного пучка dq /ЭХ в каждой точке апертуры определяется из со15 отношения

3 у/ М (Х,Хz ) — Те (Х >> z)

X7X,„X,7

2 х,г 2

Г1 . С(20 где (-,"; — искомая фаза, 2=1.2 — индекс координаты Х B плоскости апертуры;

- -„!"„х,) — интенсивность поля U (X,Х ) исходного пучка, оптически

i5 продифференцированного по координате Х, (м к 1- интенсивнОсть ПОля Ug(xq х исходного пу-чка, оптически продифференцированного

И1 по координате Х

1,(Х, X, }- интенсивность поля 0з(Х К,) первого вспомог.ательного пучка, оптически продифференцированного по координа" те Х1, 1- „(1„Х,) — интенсивность поля П (Х,X ) второго вспомогательного пучка, оптически продифференцированного по координа)- интенсивность поля 1.(Х,Х ) исходного пучка.

В реальной ситуации, характеризующейся конечным пространственным разрешением, при измерении распределений интенсивности последние целесообразно усреднить по соответствующим малым площадкам апертуры.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ определения изменения волноного фронта когерентного излучения, включающий измерение распределений интенсивности исходного пучка и преоб55 разований Фурье от исходного пучка и от вспомогательного пучка, образованного путем пропускания исходного пучка чере= фазовый клин, о т л и "

1210! 18 (.=1,2—

Х,(х„к )—

I>(X>i>r)—

Iq(v(5)20

1(1„Yz)К

С„С,—

Составитель В. Кравченко

Редактор Н. Бобкова Техред 3,Палий Корректор А. Обручар !

Заказ 515/54 Тираж 502 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения определения изменения волнового фронта в реальном масштабе времени, в процессе преобразований Фурье указанные пучки оптически дифференцируют по координате Х1, вдоль которой ориентирован фазовый клин, и дополнительно измеряют распределение интенсивностей исходного

-пучка, оптически продифференцированного по координате Х, ортогональной координате Х, и вспомогательного пучка, образованного путем пропускания исходного пучка через второй фазовый клин, ориентированный вдоль координаты Х, и оптически продифференцированного по этой координате, а изменение волнового фронта исходного пучка 3cf /о Хе в каждой точке апертуры определяют из соотношения

А / g+z(Хi,Õ,)-lg(N,,Х,) g2

В. 1(Х„Х,) Ы, С, гI ,где Я вЂ” искомая фаза; индекс координаты Х в плоскости апертуры; интенсивность поля U1(X)gX{) исходного пучка, оптически продифференцированного по координате Х1; интенсивность поля Uy(X 1,Х ) исходного пучка, оптически продифференцированного по координате Х>, интенсивность поля U (Х,Х ) первого вспомогательйого " пучка, оптически продифференцированного по координате Х, интенсивность поля U<(X,Х ) второго вспомогательного пучка, оптически продифференцированного по координате Х интенсивность поля U(X,Х ) исходного пучка; параметр фазового клина; постоянные оптического дифференцирования.