Способ регистрации двухэкспозиционной голографической интерферограммы

 

Изобретение относится к приборостроению, в частности, к технике термопластической записи информации. Сущность: при регистрации двухэкспозиционной голографической интерферограммы путем последовательной записи двух голограмм на фототермопластическом материале (ФТПМ) через промежуток времени, достаточный для перехода исследуемого объекта из одного состояния в другое, включающий при записи каждой голограммы одновременное экспонирование, зарядку и нагрев ФТПМ, причем каждое экспонирование осуществляют с задержкой по отношению к началу зарядки, перед вторым экспонированием и зарядкой первую голограмму стирают, время τ₁ задержки первого экспонирования по отношению к началу первой зарядки выбирают исходя из максимальной дифракционной эффективности первой голограммы, предварительно определяют времена t₁ и t₂ задержки рельефообразования при записи первой голограммы и при последующем ее восстановлении с использованием остаточной памяти и второе экспонирование осуществляют с задержкой τ₂≅ τ₁-(t₁-t₂) по отношению к началу второй зарядки. 2 ил.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к технике термопластической записи информации.

Известен способ регистрации голограмм на фототермопластическом материале (ФТПМ), включающий одновременное экспонирование, зарядку и нагрев ФТПМ, причем экспонирование осуществляют с задержкой во времени τ₁, по отношению к началу зарядки, которую выбирают исходя из максимальной дифракционной эффективности голограммы [1].

Недостатком известного способа при использовании последнего для регистрации двухэкспозиционной голографической интерферограммы с использованием остаточной памяти является невысокий контраст полос. Недостаток обусловлен тем, что на стадии регистрации и теплового проявления двухэкспозиционной интерферограммы происходит преимущественная регистрация одной из голограмм.

Известен способ регистрации двухэкспозиционной голографической интерферограммы путем последовательной записи двух голограмм на ФТПМ через промежуток времени, достаточный для перехода объекта из одного состояния в другое, включающий при записи каждой голограммы экспонирование, зарядку и нагрев ФТПМ, причем перед вторым экспонированием и зарядкой первую голограмму стирают тепловым импульсом [2].

Недостатком известного способа является нестабильность параметров регистрируемых голографических интерферограмм, в том числе и контраста интерференционных полос при использовании как импульсных, так и непрерывных лазеров, что обусловлено преимущественной регистрацией одной из голограмм.

Наиболее близким по технической сущности является способ регистрации двухэкспозиционной голографической интерферограммы путем последовательной записи двух голограмм на ФТПМ через промежуток времени, достаточный для перехода исследуемого объекта из одного состояния в другое, включающий при записи каждой голограммы одновременное экспонирование, зарядку и нагрев ФТПМ, причем перед вторым экспонированием и зарядкой первую голограмму стирают за счет поддержания постоянной температуры ФТПМ выше температуры размягчения деформируемого слоя [3].

Недостатком известного способа является низкий контраст интерференционных полос, а также нестабильность других параметров регистрируемых голографических интерферограмм при использовании как импульсных, так и непрерывных лазеров, что обусловлено преимущественной регистрацией одной из голограмм.

Целью изобретения является повышение контраста полос голографической интерферограммы.

Указанная цель достигается тем, что при способе регистрации двухэкспозиционной голографической интерферограммы путем последовательной записи двух голограмм на ФТПМ через промежуток времени, достаточный для перехода исследуемого объекта из одного состояния в другое, включающий при записи каждой голограммы одновременное экспонирование, зарядку и нагрев ФТПМ, причем каждое экспонирование осуществляют с задержкой по отношению к началу зарядки, перед вторым экспонированием и зарядкой первую голограмму стирают, время τ₁ задержки первого экспонирования по отношению к началу первой зарядки выбирают, исходя из максимальной дифракционной эффективности первой голограммы, предварительно определяют времена t₁ и t₂ задержки рельефообразования при записи первой голограммы и при последующем ее восстановлении с использованием остаточной памяти и второе экспонирование осуществляют с задержкой τ₂ τ₁ - (t₁ - t₂) по отношению к началу второй зарядки.

Цель достигается за счет того, что скрытое электростатическое изображение второй голограммы образуется до начала рельефообразования первой голограммы, при проявлении обе голограммы начинают развиваться и усиливаться одновременно во время второй зарядки.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, где τ_к - длительность первой и второй зарядки, U_к - напряжение коронного разряда, Е - амплитуда светового сигнала, с помощью которого осуществляется экспонирование, τ₁ - время задержки экспонирования относительно начала первой зарядки, τ₂ - время задержки экспонирования относительно начала второй зарядки, t₁ - время задержки начала рельефообразования при записи первой голограммы, t₂ - время задержки начала рельефообразования при восстановлении первой голограммы с использованием остаточной памяти, η - дифракционная эффективность, t - время.

Способ характеризуется последовательностью операций: осуществляют первую зарядку длительностью τ_к, с задержкой τ₁ по отношению к началу зарядки производят экспонирование, в результате чего происходит формирование голограммы, определяют время t₁ задержки начала рельефообразования при записи голограммы, под действием температуры голограмма термически стирается, осуществляют вторую зарядку длительностью τ_к, в результате чего голограмма восстанавливается за счет остаточной памяти ФТП материала; определяют время t₂ задержки начала рельефообразования голограммы, восстановленной за счет памяти. Затем осуществляют процесс записи двухэкспозиционной голографической интерферограммы: осуществляют первую зарядку длительностью τ_к , с задержкой τ₁ по отношению к началу зарядки производят первое экспонирование, в результате чего происходит формирование первой голограммы, под действием постоянной температуры первая голограмма термически стирается, осуществляют вторую зарядку длительностью τ_к, с задержкой τ₂ τ₁ - (t₁ - t₂) по отношению к началу второй зарядки производят второе экспонирование. В результате второй зарядки происходит рельефообразование как первой, так и второй голограммы. Полученную двухэкспозиционную голографическую интерферограмму фиксируют охлаждением.

На фиг. 2 показано устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство содержит источник 1 электромагнитного излучения, электрооптический затвор 2, блок 3 управления электрооптическим затвором, расширяющую линзу 4, полупрозрачное зеркало 5 для формирования объектного и опорного лучей, исследуемый объект 6, ФТПМ 7, нагревательный элемент 8 с двухсторонним прозрачно-проводящим покрытием 9, коронирующую нить 10, устройство 11 ФТП записи, включающее блок 12 зарядки ФТПМ, блок 13 нагрева и теплового проявления, блок 14 управления временными характеристиками процесса записи, источник 15 зондирующего электромагнитного излучения, фотоприемное устройство 16, расположенное на пути распространения дифрагированного на ФТПМ излучения, регистратор 17.

В качестве источника 1 когерентного электромагнитного излучения использовали двухимпульсный рубиновый лазер с перестраиваемым интервалом следования между импульсами. Управление режимами зарядки и теплового проявления осуществляли с помощью устройства 11 ФТП записи. Зарядка ФТПМ осуществлялась с помощью блока 12 зарядки напряжением 7-12 кВ, которое подавалось на коронирующую нить 10, представляющую собой вольфрамовую проволоку диаметром 33 мкм. Блок 13 нагрева ФТПМ и теплового проявления представлял собой стабилизатор напряжения 30-100 В с током нагрузки 2 А, в качестве нагрузки стабилизатора напряжения использовано двухстороннее прозрачно-проводящее покрытие 9 сопротивлением 50 Ом нагревательного элемента 8. Управление временными характеристиками процесса записи производилось с помощью электронного блока 14 логики, реализованного на микросхемах серии К 511. Источником 15 зондирующего электромагнитного излучения служил полупроводниковый лазер ИЛПН-205 Б, фотоприемником излучения - фотодиод ФД-24 К, регистратором 17 - осциллограф С8-14. В качестве ФТПМ 17 использовали материал типа ФТПН-Л.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии кнопки "Пуск" устройства 11 ФТП записи электронный блок 14 управления временными характеристиками процесса записи формирует импульс длительностью τ_к (длительность зарядки), идущий на управление блоком 12 зарядки ФТПМ. С регулируемой задержкой τ₁ относительно начала импульса τ_к блок 14 управления временными характеристиками процесса записи вырабатывает импульс на запуск блока 3 управления электрооптическим затвором 2, по приходу которого осуществляется экспонирование. Во время всего этого процесса к токопроводящему покрытию 9 нагревательного элемента 8 приложено постоянное напряжение. Проходящий через токопроводящее покрытие 9 нагревательного элемента 8 ток обеспечивает нагрев ФТПМ до температуры записи (стирания). Дифрагированный в процессе рельефообразования свет источника 15 зондирующего излучения попадает на фотоприемное устройство 16, электрический сигнал с которого фиксируется регистратором 17.

Предлагаемым способом зарегистрированы двухэкспозиционные голографические интерферограммы наклеечника для крепления и обработки оптических деталей в процессе его термического нагружения. Длительность τ_к зарядки при этом составляла τ_к = 0,5 с, задержки t₁ и t₂ начала рельефообразования при записи голограммы и последующем ее восстановлении за счет остаточной памяти t₁ = 300 мс, t₂ = 120 мс, время τ₁ и τ₂ задержки экспозиций соответственно равны τ₁ = 180 мс; τ₂ = =120 мс.

Как показали исследования, преимущественная регистрация одной из голограмм происходит вследствие изменения времени задержки начала рельефообразования при записи голограммы и ее восстановлении с использованием остаточной памяти (при восстановлении голограммы с использованием остаточной памяти это время уменьшается).

Использование предлагаемого способа по сравнению с известным благодаря тому, что при предварительном определении t₁ и t₂ и выборе τ₂ исходя из условия τ₂ τ₁ - (t₁ - t₂) повышается дифракционная эффективность второй голограммы, позволило увеличить контраст регистрируемых двухэкспозиционных голографических интерферограмм в 3,5 раза, что повышает достоверность проводимых исследований и облегчает обработку полученной информации.

Формула изобретения

СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ДВУХЭКСПОЗИЦИОННОЙ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ИНТЕРФЕРОГРАММЫ путем последовательной записи двух голограмм на фототермопластическом материале через промежуток времени, достаточный для перехода исследуемого объекта из одного состояния в другое, включающий при записи каждой голограммы одновременное экспонирование, зарядку и нагрев фототермопластического материала, причем каждое экспонирование осуществляют с задержкой по отношению к началу зарядки, перед вторым экспонированием и зарядкой первую голограмму стирают, отличающийся тем, что, с целью повышения контраста полос голографической интерферограммы, время задержки τ₁ первого экспонирования по отношению к началу первой зарядки выбирают исходя из максимальной дифракционной эффективности первой голограммы, после чего определяют времена t₁ и t₂ задержки рельефообразования при записи первой голограммы и при последующем ее восстановлении с использованием остаточной памяти, и второе экспонирование осуществляют с задержкой τ₂ ≅ τ₁ - (t₁-t₂) по отношению к началу второй зарядки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2