Гелографический интерферометр

Гелографический интерферометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

11 11 46988 2

Союз Советских

Социалистических

Республик

Х АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.11.71 (21) 1718199/26-25 (51) М. Кл. С 01Ь 9/02

G 03с 9/08 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений (23) Приоритет

Опубликовано 050575. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 25.08.75 (53) УДК 772.99(088.8) и открытий (72) Авторы изобретения

В. T. Черных и A. Ф. Белозеров (71) Заявитель (54) ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР

Изобретение относится к двухлучевым голографическим интерферометрам и может быть применено для исслвдования прозрачных пространственных фазовых объектов, например течений газа в аэродинамических трубах; процессов, протекающих в плазме, и т. д.

Известны двухлучевые голографические интерферометры для исследования пространственных фазовых объектов, содержащие источник когврентного излучения, светоделительную пластину, оптическую систему для формирования опорного и сигнального пучков, периодическую структуру перед объектом, например дифракционную решетку, и регистрирующую среду.

Недостатком известных интерферометров является получение с голограммы интерференционных картин только в одной (например, в горизонтальной) плоскости просвечивания.

В интерферометрах другого типа исследуемый прост ранствен ный объект освещается д иффузионно рассея иным светом. TBKiHQ интерферометры позволяют получать с одной голограммы интерфвренционные картины объекта в различных направлениях наблюдения.

Недостаток этих интерфврометров состоит в том, что интврференционные картины, восстанавливаемые с голограммы, имеют пятнистую структуру, обусловленную высокой когерентностью излучения лазера. Последнее ухудшает качество интерферограмм и затрудняет количественную обработку получаемых картин.

Цель изобретения — определение параметров исследуемого объекта в любой плоскости исследувмого поля.

Для достижения цели периодическую структуру пвред объектом выполняют многочастотной, например, в виде двух пвриодических систем линейчатых элементов, ориентирован1о ных под углом друг к другу, т. е. пространственный объект просвечивается одновременно совокупностью плоских дискретных волн по всему исследуемому полю. Данный оптический элемент можно описать параметрами

15 1 2 m 1 2 и

Vv > VX »... Ч;,> Vy > Vg Vy > X, На выходе он формирует совокупность дискретных плоских волн, проходящих сквозь фазовый объект в различных вертикальных и горизонтальных плоскостях.

На фиг. 1 приведена принципиальная оптическаяя схема интврфер ом етр а; на фиг. 2— схема восстановления волновых фронтов; на фиг. 3 — фазовый растр.

Двухлучевой голографический интерферометр состоит из источника света, напримвр лазера 1, коллимирующей оптической системы

2, светоделительной пластины 3, плоских зеркал 4 и 5, оптического элемента 6, содержа30 щего несколько периодических систем линей469882

45 чатых элементов .и установленного поперед объектом 7, и регистрирующей среды 8.

Когврентное излучение лазера 1 коллимируется оптической системой 2. С помощью светоделительной пластины 3 коллимированный пучок делится,на два пучка, которые после отражения от зеркал 4 и 5 на п ра вляются на регистрирующую среду 8. сигнальный плоский пучок 1, на выходе из оптического элемента 6 образует совокупность элементарных плоских волн, расп ространяющихся под различными углами в нескольких направлениях. Исследуемый объект просвечивается совокупностью таких световых волн. В плоскости регистрирующей среды элементарные плоские волны интеприруют с опорной световой волной. При этом на фотопластинке одновременно регистрируется совокупность голопрамм, каждая из которых соответствует определенному, направлению просвечивания объекта.

На стадии восстановления волновых фронтов (см. фиг. 2) голограмму просвечивают только опорным пучком 1,. Сведения об объекте получают с помощью объвктива 9 и п ространственных фильтров 10, 11, установленных в его фокальной плоскости 12. Пвремещая пространственные фильтры по спектру сигнала, получают различные интврференционные,картины в выбранных направлениях просвечивания объекта (вертикальных, горизонтальных и наклонных). Каждая интерферограмма, полученная в некотором направлени и, хара ктвризует интегральное распределение поля показателя преломления вдоль распространения светового пучка.

Оптический элемент 6, установленный в предложенном интврфврометре, может быть изготовлен гол огр а ф ичес к им способом. Н а фотопластинке регистрируют результат интерференции двух .плоских волновых фронтов.

При первой экспозиции записывают интврференционные полосы настройни (например, вертикальные). Перед второй экспозицией фотопластинку поворачивают вокруг оптической оси на любой угол, например 90 . После этого пластинку фотографически обрабатывают и высушивают. Затем на ее поверхности получают рельеф путем отбеливания в слабом растворе красной кровяной соли. Полученный таким образом оппический элемент представляет собой фазовый растр, содержащий две пвриодичвские системы линейчатых элементов.

На фиг. 3 схематично изображен фазовый растр. Повврхность растра представляет собой совокупность элементарных источников света. В случае регулярных периодических систем линейчатых элементов каждый элементарный источник имеет квадратичную форму.

На чертеже также показано, как разлагается падающая волна одним элементарным источником. Углы а и р характеризуют отклонения световых лучей первых порядков дифракции соответственно в горизонтальном и вертикальном направлениях. В случае регулярных периодических систем л инейчатых элементов углы а и р равны.

Таким образом, голографический интерферометр с фазовым растром перед объектом позволяет с од ной голограммы одновременно получать различные и нтерфврвнционные картины в нескольких направлениях просвечивания пространственного объекта.

Г1редмет изобретения

Голографический интврфврометр для исследован ни п ространстввнных фазовых объектов, содержащий источник когврвнтного излучения, светодел ительную пластину, оптическую систему для форми рова ния опорного и сигнального пучков, периодическую структуру перед объектом, на пр имвр дифракционную .решетку, и регистрирующую среду, отличающийся твм, что, с целью определения параметров исследувмого объекта в любой плоскости исследуемого поля, периодическая структура выполнена двумерной многочастотной, например из двух пвр иодических систем линейчатых элементов, оривнтированных под углом друг к другу.

469882

11

:-ч

° ° °

° ° ° °

° ° °

° °

° ° °

::::i:::.11О

Фиа 1

Фс!g ó

Составитель В. Халатова

Корректор Е. Хмелева

Техред Е. Подурушнна

Редактор Т. Орловская

Заказ

Типография, пр. Сапунова, 2

1863/15 Изд. № 691 Тираж 782 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5