Способ нахождения плоскости изображения когерентного источника света, создаваемого юстируемой оптической системой

 

Изобретение может быть использовано, в частности, в системах оперативного контроля параметров атмосферы и других оптически прозрачных случайно-неоднородных сред, при настройке оптических схем. Целью изобретения является повышение точности нахождения плоскости изобретения. Излучение, проходящее через юстируемую систему, перекрывают транспарантом с отверстиями и определяют область, в которой дифракционные картины от отдельных отверстий перекрываются. Транспарант приводят во вращение вокруг оси, удаленной от оптической оси на расстояние, большее поперечных размеров светового пучка в месте установки транспаранта. Юстировку системы проводят перемещением элементов оптической системы либо перемещением плоскости регистрации до совмещения двух концентрических картин - вращающейся спекл-структуры и статической дифракционной картины. Транспарант выполняют в виде экрана со случайно расположенными отверстиями и такой плотностью отверстий, чтобы в каждый момент времени в освещенном пучке находилось не менее трех отверстий. 1 ил.

СОЮЗ СО8Е ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,5U „„1672313 А1 (ям G О1 N 21/47

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г1О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР!

4 6,-.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ НАХОЖДЕНИЯ П) .ОСКОСТИ

ИЗОБРАЖЕНИЯ КОГЕРЕНТНОГО ИСТОЧНИКА СВЕТА. СОЗДАВАЕМОГО ЮСТИРУЕМОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ (57) Изобретение может быть использовано, в частности, в системах оперативного контроля параметров атмосферы и других оптически прорачных случайно-неоднородных

Изобрстение относится к области юстировки оптическ.1х схем и может быть использовано, в частности, в системах оперативного контроля параметров атмосферы и других оптически прозрачных случайно-неоднородных сред, при настройке оптических схем.

Целью изобрегения является увеличение точности юстировки оптических сис ем, формиоующих изображение лазерного источника (а частности, за счет снятия ограничения на достигаемую то«ность), На чертеже изображена схема реализации способа. (21) 4450695/25 (22) 29.06,88 (46) 23,08.91. Бюл. ¹ 31 (71) Институт оптики атмосферы СО АН

СССР и Специальное конструкторское бюро научного приборостроения "Оптика" СО АН

СССР (72) А.В. Иванин и Л.А. Пушной (53) 535.41(088.8) (56) Франсон M. Оптика спеклов. — М,: Мир, 1980, с. 146, 147.

Экспериментальная рэдиооптика./ Под ред. В.А. Зверева H.Ñ. Степанова. М.. Наука, 1979, с. 79 сред, при настройке оптических схем.

Целью изобретения является повышение точности нахождения плоскости изображения. Излучение, проходящее через юстируемую систему, перекрывают транспарантом с отверстиями и определяют область, в которой дифракционные картины от отдельных отверстий перекрываются.

Транспарант приводят во вращение вокруг оси, удаленной от оптической оси на расстояние, большее поперечных размеров светового пучка в месте установки транспаранта.

Юстировку системы проводят перемещением элементов оптической системы либо перемещением плоскости регистрации до совмещения двух концентрических картин— воащающейся спекл-структуры и статической дифракционной картины. Транспарант выполняют в виде экрана со случайно расположенными отверстиями и такой плотностью отверстий, чтобы в каждый момеп времени в освещенном пучке находилось не менее трех отверстий. 1 ил.

Конкретную реализацию способа проиллюстрируем на примере получения изображения лазерного источника с помощью телескопа в реальной атмосфере.

На схеме изображены источник 1, приемный телескоп 2, подвергающийся юстировке (он, в свою очередь. состоит иэ объектива 3 и окуляра 4), транспарант 5, представляющий собой диск диамогром 30 см и покрытый случайно расположенными отверстиями@1 мм с плотностью 40 отверстий в 1 см, область 6, в которой наблюда2 ется совпадение дифракционных картин от совокупности отверстий в транспаранте, ри этом дифракционная картина от отдель1612313

55 ного отверстия повторяет с еднюю интенсивность светового поля в этой области и испещрена спекл-структурой. Эту область можно рассматривать, например, через микроскоп 7, Ocb вращения диска (она удалена от оптической оси на расстояние 10 см) обозначена позицией 8, Способ реализуется следующим образом, Излучение от лазерного источника (удаленного на расстояние-10 м от приемного телескопа 2) пропускают через транспарант

5, а затем — через приемный телескоп 2. В области 6 получают совпадение дифракционных картин от отдельных отверстий, для этого перемещением окуляра 4 добиваются наблюдения в области 6 четко выраженных колец в средней интенсивности спеклструктуры, После этого транспарант приводят во вращательное движение вокруг оси

8. В области 6 наблюдают вращение спеклструктуры вокруг некоторого центра. Плавным перемещением окуляра 4 добиваются совпадения центра дифракционной картины и центра вращения спекл-структуры. В этом случае изображение лазерного источника является наиболее етким и телескоп считают сьюстированным.

Сущность изобретения заключается в использовании эффекта вращения спеклструктуры, созданной случайно-расположенными рассеивателями в плоскости изображения точечного источника при участии рассеивателей во вращении вокруг некоторого центра.

Эффект вращения индивидуальных спеклов в плоскости резкого иэображения источника экспериментально исследован на установке, оптическая схема которой совпадает со схемой чертежа.

При экспериментальной проверке способа в экспериментальных по зондированию атмосферы оказалось, что он обладает также тем преимуществом, что позволяет юстировать оптические системы, sHocRùêå существенные искажения в изображение источника, т.е. в случае, когда не удается добиться известного распределения типа картины Эйри при минимальном размере пятна (как это делается в аналогах или прототипе). Оказалось, что способ существенно удобнее при юстировке системы, работающей в реальной атмосфере, в случае наличия блужданий иэображения лазерного источника. Кроме того, оказалось, что при использовании данного способа требуется меньшее напряжение мышц глаза у обслуживающего персонала. Это связано с тем, что в данном способе производится центровка динамической вращающейся спеклструктуры со статической осесимметричной картиной, Таким образом, предлагаемый способ прост в реализации, так как контролировать центрирование окружностей проще, чем определять минимальный размер пятна.

Предварительные эксперименты по автоматизации способа подтверждают возможность автома изации процесса юстировки на основе предлагаемого способа с использованием стандартного промышленного оборудования типа фотоэлектронных умножителей, стандартных усилителей сигнала, коррелометров, и т.д. В этом случае нет потребности изменять базу между приемниками, если реализован корреляционный способ наблюдения за динамикой интенсивности.

Формула изобретения

Способ нахождения плоскости изображения когерентного источника света, создаваемого юстируемой оптической системой. заключающийся в том, что световой поток от когерентного источника света, прошедший через юстируемую оптическую систему, перекрывают транспарантом с отверстиями, перемещают оптические элементы системы и определяют положение плоскости. в которой дифракционные картины от отдельных отверстий совпадают, формируя статическую дифракционную картину, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности нахождения плоскости изображения, дополнительно приводят транспарант во вращение вокруг оси, проходящей от оптической оси юстируемой оптической системы на расстоянии, большем радиуса светового пучка в плоскости транспаранта, пои этом световой поток перекрывают транспарантом, выполненным с такой плотностью отверстий, что при любом положении транспаранта в световом пучке находится не менее трех отверстий, и определяют положение плоскости изображения. в которой расстояние между осью вращения спекл-структуры и центром статической дифракционной картины минимально.

1672313

Составитель 8.Калечиц

Редактор А.Шандор Техред M.Mîðãåíòàë Корректор O öèïëå

Заказ 2с334 Тираж 386 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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