Способ определения разрешающей способности оптической системы

 

Изобретение относится к области измерительной техники и решает задачу расширения функциональных возможностей дифракционного способа контроля оптических систем за счет определения разрешающей способности в пространстве предметов. Целью изобретения является повышение точности. Оптическую систему освещают точечным источником, расположенным в плоскости, оптически сопряженной с плоскостью предмета на выходе к входу. Регистрируется осевое дифракционное распределение и по знаниям линейных размеров дифракционных порядков определяют число разрешаемых элементов в изображении, по которым судят о разрешающей способности. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

151)5 а 01 И 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИРМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21.) 4375143/24-10 (22) 09.02.88 (46) 07.10.90. Бюл. Р 37 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) С.С.Каземирчук, К.И.Крылов и С. А. Смирнов (53) 535.818(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1 224644, кл.G 01 M 11/02, 1986.

Гудмен. Введение в Фурье-оптику.—

М.: Мир, 1970, с.174-176. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗРЕШАЮЩЕЙ

СПОСОБНОСТИ OIITH IECKOA СИСТЕМЫ (57) Изобретение относится к области измерительной техники и решает заИзобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения разрешающей способности дифракционно-ограниченных оптических систем, преимущественно в миллиметровом и субмиллимет- ровом диапазонах.

Цель изобретения - повьш ение точности

На фи .1 приведено устройство, реализующее способ; на фиг.2 " схематическое изображение положения дифрак.ционных порядков осевого распределения.

Устройство содержит передающий блок, включающий СВЧ-генератор 1 миллиметрового диапазона, генератор 2 модулирующего сигнала, аттенюатор 3„. измеряющую антенну 4, в качестве

2 дачу расширения функционал.::.: х воэможностей дифракционного с.;особа контроля оптических систем за счет определения разрешающей способности в пространстве предметов, Целью изобре— тения является позыв|ение точности.

Оптическую систему освещают точечным источником, расположенным в плоскости, оптически сопряженной с плоскостью предмета на выходе к входу, Регистрируется осевое дифракцпонное распределение и по знаниям линейных размеров дифракционных порядков определяют число разрешаемых элементов в изображении, по которым судят о разрешающей способности. 2 ил. которой используется открытый из волновода, направленный ответвитель 5., волномер 6, детекторную головку 7, осциллограф 8. Кроме того, устройство содержит радиооптическую систему

9. Приемный блок включает антенну

10 опорного канала (например, в виде пирамидального рупора) и приемную антенну 11, в качестве которой также используется открытый срез волновода, детекторные головки 12. и 13, селективные усилители 14 и

15, преобразователь 16 напряжения и самописец 17.

Способ реализуется следующим образом.

СВЧ-сигнал с генератора 1, промодулированный по амплитуде низкочастотным.сигналом (порядка 10 кГц) 1597655 с генератора 2, через направленный, ответвитель 5 и аттенюатор 3 поступает в антенну 4 и излучается в открытое пространство, Одновременно часть сигнала через направленный ответвитель подается на волномер 6.

К выходу волномера подключена детекторная головка 7, сигнал с которой поступает в 7 канал осциллографа 8.

- Элементы 6-8 схемы позволяют измерять рабочую длину волны СВЧ-генератора..

Радиооптическая .система 9 форми. рует изображение точечного источника 4 в виде дифракционного распределения. Вдоль оптической оси с помощью системы сканирования перемещается приемная антенна 11 так же, как и антенна 4, выполненная в виде среза прямоугольного водновода стандартного сечения. С антенны 11 СВЧ-сигнал поступает на детекторную головку 13 и далее на селективный усилитель (например, У?-8),который настроен на частоту модулирующего сигнала.

С выхода усилителя низкочастотный сигнап поступает на вход преобразователя 16 напря>кения (например, В9-2}, на другой вход преобразователя поступает опорный сигнал той же частоты, прошедший через приемную антенну

10, детекторную головку 12 и селективный усилитель 14. С выхода преобразователя напряжения сигнал поступает

35 на вход Y двухкоординатного самописца 17, на вход Х которого одновременно подается сигнал с датчика положения сканирующей системы. Таким образом, перо самописца вычерчивает в выбранном масштабе кривую дифракционную распределения интенсивности вдоль оптической оси. Дальнейшие измерения линейных размеров дифракционных порядков проводятся на полученном графике с учетом масштабных соотношеHHH

Крепление оптической си ст е мы должно обеспечпвать возмо>кность ее размещения как для реапизации известного способа, так и предлагаемого способа.

Сущнос òü изобретения заключается в спедующем.

Для определения величины разрешаюней способности необходимо сформиро*

55 вать поле волны, дифрагирующей на апертуре объектива в обратном ходе, причем источник необходимо поместить в плоскости, оптически сопряженной с плоскостью предметов.

После этого осуществляется сканирование н регистрация распределения интенсивности в дифракционной картине вдоль оптической оси, Величина разрешающей способности

K определяется из следующих соотношений:

Э ,Lo+ 4L< К=4Г(— — — — -)

2L,— Le или

К=7(1 -х

2(L,+ 4L - )

К = н (— — — -=- -)

1 о 21 - где L, L, L, — расстояние между минимумамй энергии дифракционной картины вдоль оси, соответственно главного максимума, первого положительного, первого отрицательного.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ определения разрешающей способности оптической системы, включающей освещение оптической системы точечным источником и регистрацию распределения интенсивности в дифракционной картине, по которому судят о разрешающей способности, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, источник располагают на оптической оси в плоскости изображений, измеряют линейные размеpb! двух дифракционных порядков аксиального распределения в пространстве предметов и определяют разрешающую способность К по формуле

?,+ 4L<

К= 4Тн(— — - — )

2L — 1

1 о или

„

L L

2 (1. „+ 41,) (Lo- 2L ) где L, L,, L, — расстояние между минимумами энергии дифракционной картины вдоль оси, соответственно главного максимума, первого положительного и первого отрицательного.

1597655 пп

1

36ЮОдФОи

ЗОВ Мок

Фиг.g

Составитель Л.Перебейносова .

Техред Л.Олийнык Корректор СД1евкун

Редактор Е.Папп

Заказ 3045

Подписное

Тираж 437

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101