Дифракционен интерферометър
Употреба: за провеждане на изследвания на прозрачни нехомогенни среди, например в хидродинамиката, атмосферната физика, както и за осигуряване на по-проста и по-недвусмислена връзка между наблюдаваната интерферограма и формата на изучавания вълнов фронт. Същност: интерферометърът включва източник на светлина, кондензатор, прорезна диафрагма, колиматорна леща, система от две фазови дифракционни решетки, монтирани в успоредни равнини, между които са разположени изследваният обем, проекционна леща и приемник на изображение. Новото в интерферометъра е наличието на една от страните на цепната диафрагма на регулируема маска с огледално покритие с коефициент на отражение в диапазона 0,04-0,09, върху която има множество хоризонтално и вертикално разположени на равно разстояние кръгли петна с диаметър от порядъка на кръга на дисперсия 4 на колиматорна леща с коефициент на отражение в диапазона 0,90-0,99. 1 болен. яде с
РЕПУБЛИКА (si>s G 01 J 9/02
ОФИС НА СССР. (Държавен патент на СССР) ОПИСАНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО
КЪМ АВТОРСКО СВИДЕТЕЛСТВО
00 (21) 4751506/25 (22) 23.10.89 (46) 30.05.93. Бик. b 20 (71) Всесъюзен научен център "Държавен оптичен институт на името на С. И. Вавилов" (72) L,E. Четкарева (56) Василиев Л.А. и т.н. Огледален интерферометър с реконструирана сравнителна вълна. Сборник с доклади на Всесъюзния семинар "Физични методи за изследване на прозрачни нееднородности", ДНТП им. Дзержински, 975.
Евсеев В.А., Четкарева Л, 3. Влияние на параметрите на дифракционния интерферометър върху интерферентната картина, Известия высших учебных заведений, серия "Приборостроене". т. XX1 I, hh 99, 1981, LITMO, p. 64. (54) ДИФРАКЦИОНЕН ИНТЕРФЕРОМЕТЪР (57) Употреба: за изследване на прозрачни нехомогенни среди Изобретението се отнася до областта на оптичнитеинструментариум и може да се използва за изследване на прозрачни нехомогенни среди, например в хидродинамиката, океанологията, атмосферната физика, при изследване на малки деформации в прозрачни твърди среди.
Целта на изобретението е да се подобри точността на измерванията на смущенията на формата на вълновия фронт на радиация, преминала през нехомогенна среда, както и да се осигури по-проста и по-недвусмислена връзка между
„„ЯЯ „„1818547 A1, например в хидродинамиката, физиката на атмосферата, както и за осигуряване на по-проста и по-недвусмислена връзка между наблюдаваната интерферограма и формата на изследвания фронт на вълната. Същност: интерферометърът включва източник на светлина, кондензатор, прорезна диафрагма, колиматорна леща, система от две фазови дифракционни решетки, монтирани в успоредни равнини, между които са разположени изследваният обем, проекционна леща и приемник на изображение, разположени хоризонтално и вертикално кръгли петна с диаметър от порядъка на кръга на разсейване на колиматорната леща с коефициент на отражение в диапазона 0 .90-0.99. 1 болен. наблюдаваната интерферограма и формата на изследвания вълнов фронт.
Маската позволява да се създаде пространствено-честотно филтриране на радиация в интерферометъра за един IE на смущаващи лъчи.
Трансформацията на Фурие се играе от области с малък диаметър, които интензивно отразяват светлината, разположени на повърхността на маската; в процеса на настройка пространственият филтър се комбинира с изображението на една или две изходни зеници на интерферометъра. В този случай се възстановява съответният фронт на вълната и интерферометърътshift се преобразува в интерферометър с невъзмутим клон за сравнение.
Наличието на няколко отразяващи петна върху маската опростява процеса на настройка, чиято цел е да доведе една от изходните зеници на интерферометъра в контакт с малко отразяващо петно. В това устройство и двата смущаващи лъча преминават през обекта под различни ъгли; следователно редуването на 10 реконструкции на всеки от лъчите чрез пространствено-честотен филтър освен това ще позволи получаване на информация за фазовия обект от два ъгъла, без да се променя ориентацията на устройството като цяло спрямо обекта на изследване, което ще увеличи количеството получена информация.
Оптичната схема на устройството е показана на чертежа и включва следните елементи; осветител (поз. 1, 2), 20 диафрагма (поз. 3), разположена под ъгъл спрямо оптичната ос на колиматорната леща (u:, b 4), две фазови дифракционни решетки, пропрозрачна (поз. 5) и отразяваща (поз. 6), монтирани в успоредни равнини по пътя на лъча под ъгъл от първи спектрален ред, проекционна леща (поз. от дясната страна на светлинна диафрагма, както и приемника на интерферентната картина (жлеб 8) на интерферентната картина.
Същността на изобретението се състои в това, че регулируема маска 35 (поз. 9) с нисък коефициент на отражение (от порядъка на 4-570) е монтирана в равнината на лицата на осветителната диафрагма, на повърхността на която има редица еднакво разположени хоризонтално и вертикално на разстояние 7-10 mm (в зависимост от фокусното разстояние на колиматорната леща) кръгли отразяващи области (s саксии) с малък диаметър (от порядъка на кръг от разсейваща колиматорна леща) с коефициент на отражение в диапазона 0,90-0,99.схема, Схемата работи по следния начин: източникът на светлина (поз. 1) е изобразен от кандензор (поз. 2) върху процепа на диафрагмата (poe, 50
3). Лещата (слот 4), във фокалната равнина на която има диафрагма с процеп, образува паралелен лъч светлина, който пада върху прозрачна фазова решетка (поз. 5) под ъгъл от първи ред на дифракция за дължина на вълната, съответстваща на централната част на използвания интервал на излъчване на източника на светлина. Като се има предвид факта, че за образуването на ленти в система от две метрологични решетки, от енергийна гледна точка е изгодно да се използват лъчи от най-малкия порядък на дифракция, в интерферометъра се използват фазови решетки, концентриращи лъчение, съответно за прозрачна решетка в O, +1 и за отразяваща решетка в d2. порядъци на спектъра, когато множествеността на константите на решетката е равна на две, например 600 и
300 удара/mm, съответно, за прозрачни и отразяващи решетки, две равнинни вълнови фронтове, дифрактирани върху прозрачна решетка в порядъка 0, +1, преминавайки през изследваната среда и след това дифрактирани върху отразяваща решетка в h = 2 реда, се връщат при липса на нехомогенност по същия път. На повърхността на прозрачна решетка и двата лъча се дифрагират за втори път в порядъци O, +1 и се намесват един в друг.Решетките в интерферометъра са разположени в успоредни равнини с известно взаимно завъртане на щрихите спрямо оста X под ъгъл O.
Диафрагмата (поз. 3) е разположена във фокалната равнина на обектива (поз. 4) и е направена върху плоча, ориентирана под ъгъл, който може да бъде от 30 до 450 м. И двете изходни зеници на интерферометъра, с малко отклонение от автоколимацията, се фокусират отделно в равнината на диафрагмата. В прототипа, освен това, двата лъча, след отражение от хомогенно огледало и горната част на диафрагмата, падат върхупроекционен обектив. В предложеното устройство един IE от изходните зеници на интерферометъра е подравнен в равнината на маската с помощта на механизма за регулиране с едно малко отразяващо петно.
° диаметър, който изпълнява функцията на пространствен честотен филтър. В резултат на това лъчът, преминал през филтъра, се трансформира в лъч, невъзмутен от фазовия обект. За да се изравнят интензитетите на интерфериращите лъчи, фоновата повърхност на маската има коефициент на отражение приблизително с порядък по-нисък от коефициента на отражение на малко петно. Разстоянието между съседни отразяващи петна на маската зависи от фокусното разстояние на колиматара. .при o на обектив 7-12 mm, което дава възможност да се получи изображение на две изходни зеници на интерферометъра в равнината на блендата, съответно върху отразяващо петно и върху слабо отразяваща повърхност на маска.
Съставител Л. Четкарева
Техред М. Моргентал Коректор Х. Ревская
Поръчка 1934 Тираж Абонамент
ВНИИПИ на Държавния комитет за изобретения и открития към Държавния комитет за наука и технологии на СССР
113035, Москва, Zh-35, Raushskaya emb., 4/5
Производствено-издателски завод "Патент", Ужгород, улица Гагарина. 101
Благодарение на пространствено-честотното филтриране на излъчването и реконструкцията на един от интерфериращите фронтове, става възможно да се интерпретира получената интерферограма като конвенционална двулъчева с невъзмутим референтенклон. По този начин използването на този дифракционен интерферометър осигурява, в сравнение с прототипа, от една страна, увеличаване на точността на измерване на формата на фронта на вълната със стойност от няколко до 20-30 процента, в зависимост от степента на сложност на фазовия обект, който се изследва, чрез постигане на по-проста и по-недвусмислена връзка между наблюдавания модел на интерференция и формата на фронта на вълната, който се изследва, а също така ви позволява да получите модел на интерференция за две об ъглите на обслужване, съответстващи на две дифракционни посоки на излъчване, без да се променя ориентацията на устройството като цяло, ще увеличат количеството получена информация.
Дифракционен интерферометър, съдържащ последователно монтирани върху оптичната ос и оптично свързани
5 осветител, прорезна диафрагма, чиято равнина е разположена под ъгъл спрямо оптичната ос, колиматор, две фазови дифракционни решетки, прозрачна и отразяваща, поставени под ъгъл
10 от първи спектрален ред за централната дължина на вълната на използвания спектрален обхват на излъчване към оптичната ос, обърната работните повърхности една към друга, между които е разположен
15 обем с изследваната среда, проекционна леща и приемник на изображение с интерферентен модел, характеризиращ се с това, че за да се подобри точността на измерванията на смущението, един
20 повърхности на диафрагмата с прорези са оборудвани с филтър за пространствена честота, направен под формата на маска с коефициент на отражение в диапазона от 0,04 до 0,09, инсталиран с възможност за движение
25 равнина на прорезната диафрагма и снабдена с редица кръгли петна, разположени еднакво хоризонтално и вертикално с коефициент на обратен хладник 0,90-0,99, идиаметърът на петното не надвишава диаметъра на петното на разсейване на обектива на колиматора, Ф