Лазерное интерферометрическое устройство для определения нелинейности показателя преломления оптических сред

 

Изобретение относится к технике измерений физических свойств веществ и может быть использовано в оптической промышленности для аттестации оптических сред по коэффициенту нелинейности показателя преломления . С целью повышения чувствительности интерферометра путем повышения контраста формируемой в нем интерференционной картины перед каждым отражателем перпендикулярно оптической ; оси установлен полупрозрачный делитель на расстоянии , определяемом из соотношения сС/2, где с - скорость света, 1 - длительность импульса излучения лазера. 1 ил. i W С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (д1) 4 G 01 N 21/45

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3884738/31-25 (22) 09.04.85 (46) 15.09 ° 86. Бюл. Ф 34 (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени институт точной механики и оптики (72) Г.Б.Альтшулер и Н.P.Áåëàøåíêîâ (53) 535. 024 (088. 8) (56) Альтшулер Г. В. и др. Прямое из— мерение компонент тензора нелинейной оптической восприимчивости, определяющих нелинейность показателя преломления оптических материалов. — Письма в ЖТФ, 1977, вып. 11, т. 3, с. 523.

Зыков Л.И. и др. Определение изме-.. нения показателя, преломления активной среды оптического квантового генератора на длине волны его излучения. — Квантовая электроника, 1975, т . 2, )1 1, с. 123. (54) ЛАЗЕРНОЕ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ СРЕД (57) Изобретение относится к технике измерений физических свойств веществ и может быть использовано в оп-. тической промышленности для аттестации оптических сред по коэффициенту нелинейности показателя преломления. С целью повышения чувствительности интерферометра путем повышения контраста формируемой в нем интерференционной картины перед каждым отражателем перпендикулярно оптической; оси установлен полупрозрачный делитель на расстоянии 1;, определяемом из соотношения Р > с /2, где с — скорость света, — длительность импульса излучения лазера. 1 ил.

1257475 а ти показателя преломления

0W ° этой среИзобретение относится к технике измерений физических свойств веществ и может быть использовано в оптической промышленности для аттестации оптических сред по коэффициенту нелинейности показателя преломления.

Цель изобретения — повышение чув-. ствительности устройства путем увеличения контраста интерференционной картины.

На чертеже изображена оптическая схема устройства.

На схеме обозначены лазер 1, полупрозрачное зеркало 2, полунрозрач- 15 ные делители 3 и 4, отражатели 5 и 6, фотоприемник 7 и исследуемый образец 8.

Отражатели и делители могут быть выполнены в виде лазерных зеркал, фо- 20 топриемник — в ниде скоростного фоторегистратора типа "АГАТ-СФ", лазер— в виде генератора ультракоротких све.товых импульсов типа ЛИ-С801.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый образец 8 устанавливают между полупрозрачным зеркалом 2 и

ЭО полупрозрачным делителем 3, оптически связанным с лазером 1. Мощный импульс излучения ультракороткой дли.тельности направляют на полупрозрачное зеркало 2. После отражения от него световой импульс падает на полупрозрачный делитель 3 и частично отражается; другая часть импульса падает на отражатель 5. Отраженные от делителя и отражателя различающиеся по интенсивности импульсы направляют в исследуемый образец по одному и тому же оптическому пути. При прохождении образца фаэовые фронты разделенных .во времени световых пучков получают нелинейный набег, определяемый интен сивностью импульса и нелинейным показателем преломления оптической среды.

После отражения от второго полупрозрачного делителя 4 и второго отражателя б разделенные световые импуль.сы совмещаются. Между ними возникает интерференция, картина которой регистрируется фотоприемником 7. По изгибу интерференционных полос, возникающему в результате различия нели- 55 нейных набегов фаз световых импуль.сов при их прохождении исследуемой оптической среды, судят о нелинейносУстройство представляет собой двухлучевой интерферометр с фотоприемником для регистрации интерференционной картины, обеспечивающий совмещение оптических трактов интерфериру.. ющих световых пучков. При этом устраняется снижение контраста интерференционной картины. Контраст интерференционной картины двух световых пучков можно определить по формуле

2 -Г 1 сов (aq;--y,)

< 2 где V — контраст;

I<, I — интенсивности световых пучков;

Ч<, 1 — набеги фазы, связанные с дифракцией и рассеянием света на оптических неоднородностях схемы.

Равенство hq,= <<(p, а следовательно, и максимальный контраст получаемого изображения могут быть достигнуты лишь при совпадении оптических трактов интерферирующих световых пучков, так как при совмещении оптических трактов вносимые схемой фазовые искажения световых пучков также сов;; падают. В известных лазерных интерферометрических: устройствах, предназначенных главным образом для измерения,линейнооптических характеристик исследуемых образцов, повьппение контраста интерференционной картины путем пространственного совмещения а устройстве оптических трактов интерферирующих световых пучков неосуществимо. В устройстве, предназначенном для определения нелинейности преломления исследуемых оптических сред, требующего использования ультракоротких лазерных импульсов, допускается пространственное совмещение интерферйр ющих световых пучков при условии разведения их во времени.

Установленные перпендикулярно onс <. тической оси на расстоянии Р > —-2 друг от друга оптически связанные с выходом лазерного источника полупрозрачный делитель и отражатель представляют собой оптическую структуру, после прохождения которой падающий . на нее световой импульс разделяется на два импульса в общем случае различной интенсивности, распространяю1257

Cî

Р> — —

Составитель С.Голубев

Техред Л.Сердюкова

Корректор М.Самборская

Редактор A.Îãàð

Заказ 4908/39 Тираж 778 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 щиеся в пространстве по одному и тому же оптическому пути и сдвинутые во времени друг относительно друга

Д на величину с 5

Посредством формирования в устройстве второй оптической структуры, со— стоящей также из установленных на расстоянии 1: друг от друга отража-. теля и полупрозрачного делителя, и 10 ее оптической связи, например, через полупрозрачное зеркало с первой структурой достигается сведение интерферирующих световых импульсов во времени и локализация на входе фото- 15 приемника картины интерференции, контраст которой по сравнению с прототипом повышен.

Формула изобретения 20

Лазерное интерферометрическое устройство для определения нелинейности показателя преломления оптических реп, содержащее полупрозрачное 25

475 4 зеркало, размещенное между двумя оптически связанными отражателями, установленными перпендикулярно оптической оси, один из которых через полупрозрачное зеркало оптически связан с выходом лазера, а другой через полупрозрачное зеркало оптически связан с входом фотоприемника, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности устройства путем повышения контраста интерференционной картины, в него дополнительно введены два полупрозрачных делителя, каждый из которых установлен между полупрозрачным зер-.:

1калом и отражателем перпендикуляр но оптической оси на расстоянии 2 от ограничителя, определяемом из соотношения: где с — скорость света; — длительность импульса излучения лазера.