Устройство для визуализации фазовых неоднородностей

Устройство для визуализации фазовых неоднородностей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к теневым, интерференционным и фазово-контрастным устройствам. Цель изобретения - повышение точности измерений по теневой картине и упрощение конструкции. Визуализирующая система устройства включает в себя интерферометр сдвига с обратнокруговым ходом пучков, состоящий из призмы 7 и зеркал 8 и 9. Грань призмы 7 интерферометра делит падающий световой пучок на две части 12 и 14, которые зеркалами 8 и 9 вновь направляются светоделительной гранью призмы 7. Наклон одного из зеркал 8 и 9 приводит к возникновению разности фаз между частями 12 и 14 пучка и к появлению интерференционнь1х полос сдвига переменной интенсивности в области теневого изображения. Для облегчения расшифровки интерферограмм интерферометр установлен с возможностью поворота вокруг оптической оси устройства. Перемещением фильтра 10 пространственных частот, установленного внутри интерферометра в фокусе одного из светоделенных пучков , устраняется смещение фокуса части пучка 12, вызванное изменением наклона одного из зеркал 8 и 9. 2 3.п. ф-лы, 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

12513 А I (19) (11) (511 4 С 02 В 27/50 27/00.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АSTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

=Я г4?Яспйи

Фиг. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3910904/24-10 (22) 18.06.85 (46) 23.05.87. Бюл. Р 19 (7l) Институт биологии южных морей им. А,О,Ковалевского (72) Э.Г.Махмутов (53) 835.8(088.8) (56) Коломийцев 10.В. Интерферометры.

Л.: Машиностроение, 1976, с. 255-257.

Васильев Л.А. Теневые методы. М.:

Наука, 1968, с. 77. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ФАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к теневым, интерференционным и фазово-контраст- ° ным устройствам. Цель изобретения— повышение точности измерений по теневой картине и упрощение конструкции.

Визуализирующая система устройства включает в себя интерферометр сдвига с обратнокруговым ходом пучков, состояший из призмы 7 и зеркал 8 и 9.

Грань призмы 7 интерферометра делит падающий световой пучок на две части

12 и 14, которые зеркалами 8 и 9 вновь направляются светоделительной гранью призмы 7. Наклон одного из зеркал 8 и 9 приводит к возникновению разности фаз между частями 12 и 14 пучка и к появлению интерференционных полос сдвига переменной интенсивности в области теневого изображения.

Для облегчения расшифровки интерферограмм интерферометр установлен с возможностью поворота вокруг оптической оси устройства. Перемещением фильтра 10 пространственных частот, ф установленного внутри интерферометра н фокусе одного нн снетодеденннх дуч- Q) ков, устраняется смещение фокуса части пучка 12, вызванное изменением наклона одного из зеркал 8 и 9.

2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1312513

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к теневым, интерференционным и фазовоконтрастным устройствам, и может найти применение в аэрогидродинамике., 5 биологии для контроля оптических деталей и других аналогичных областях для визуализации прозрачных объектов с неоднородным показателем преломления, например при массотеплопереносе, Цель изобретения — повьш ение точности измерений по теневой картине и упрощение конструкции.

На фиг,l представлена оптическая !

5 схема устройства; на фиг,2 и 3 — варианты выполнения визуализирующей системы.

Устройство содержит источник 1 излучения, коллимирующую систему, в которую входят конденсор 2, диафрагма 3 и коллимирующий объект 4, систему 5 прямого фурье-преобразования и визуализирующую систему 6. Последняя включает интерферометр сдвига с обрат Z5 нокруговым ходом пучков, образован-ный светоделительной куб-призмой 7 и зеркалами 8 и 9, заградительный, фазосдвигающий или многоцветный фильтр

10 пространственных частот, а также систему 11 обратного фурье-преобразования. Интерферометр установлен с возможностью поворота вокруг оптической оси устройства. Фильтр 10 пространственных частот установлен в совмещенных плоскостях систем прямого

5 и обратного 11 фурье-преобразования внутри интерферометра в фокусе одного из сходящихся в нем светоделенных призмой 7 пучков 12. В другом вариан-4О те исполнения имеется второй фильтр

13 пространственных частот, установленный внутри интерферометра в фокусе второго сходящегося в нем светоделенного пучка 14. В третьем вари- 45 анте фокусы обоих сходящихся в интерферометре светоделенных пучков совмещены, а фильтр 15 пространственных частот установлен в точке общего фокуса ° В первом и втором варианте исполнения фильтры 10 и 13 размещены вблизи граней призмы 7. Фильтры 10

13 и 15 установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси и в своей плоскости, а зеркала 8 и 9 с возможностью угловых подвижек.

Устройство работает следующим образом °

Коллимированный световой поток, прошедший неоцнородность 16, направляется системой прямого фурье-преоб-. разования в виэуализирующую систему

6, Сходящийся световой пучок светоделительной гранью призмы 7 делится на два пучка 12 и !4, которые зеркалами 8 и 9 вновь направляются на светоделительную грань призмы 7, За призмой 7 происходит объединение обоих пучков, Фильтр 10 экранирует, например, нулевую пространственную частоту светового пучка 12, не дифрагированную неоднородностью 16. В лучке

14 фильтр 10 экранирует пренебрежимо малую часть светового потока и потерями в этом пучке можно пренебречь.

В пучке 12 в плоскости обратного фурье-преобразования системы 11 образуется теневое (шлирное) изображение фазовой неоднородности 16 с переменной интенсивностью. Пучок 14 наложен на это изображение, а так как оптические пути обоих пучков равны, то эти пучки взаимно когерентны. При создании разности фаз между пучками

12 и 14, например, наклоном одного из зеркал 8 и 9 в области теневого изображения появляются интерференционные полосы сдвига переменной интенсивности, которые образуются при интерференции только дифрагированного неоднородностью светового пучка

12 и пучка 14. Таким образом, в устройстве получают теневую интерферограмму сдвига".

В интерферометрах с обратнокруговым ходом лучей интерференционные полосы перпендикулярны плоскости чертежа вне зависимости от угла наклона зеркал 8 и 9„ что затрудняет расшифровку интерферограмм в зависимости от распределения коэффициента преломления в неоднородности. Для устранения указанного недостатка интерферометр установлен с возможностью поворота вокруг оптической оси устройства, Смещение фокуса светоделенного пучка 12 при изменении наклона зеркал

8 и 9 устраняется путем перемещения фильтра 10.

Формула изобретения

1, Устройство для визуализации фазовых неоднородностей, содержащее источник излучения, коллимирующую систему, систему прямого фурье-пре1312513

Фи 1

Составитель В, Кравченко

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Редактор П. Гереши

Заказ 1970/44 Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 образования и визуализирующую систему, которая включает интерферометр, заградительный или фазосдвигающий, или многоцветный фильтр пространственных частот и систему обратного фурье-пре- g образования, причем фильтр пространственных частот установлен в совмещенных фокальных плоскостях систем прямого и обратного фурье-преобразования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений по теневой картине и упрощения конструкции, интерферометр выполнен в виде интерферометра сдвига с обратно круговым ходом пучков и установлен с возможностью поворота вокруг оптической оси устройства, а фильтр пространственных частот установлен внутри интерферометра в фокусе одного из сходящихся в нем светоделенных пучков.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в него введен второй фильтр пространственных частот, установленный внутри интерферометра в фокусе второго сходящегося в нем светоделенного пучка.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что фокусы обоих сходящихся в интерферометре светоделейных пучков совмещены, а фильтр пространственных частот установлен в точке общего фокуса.