Перестраиваемый спекл-интерферометрический резольвометр

 

Изобретение относится к области испытания светочувствительных материалов, в частности к средствам резольвометрии с использованием когерентных источников света, и обеспечивает повышение производительности получения резольвограмм, возможность автоматизации и расширение перечня тестируемых светочувствительных материалов. Резольвометр содержит источник когерентного излучения, затвор, объектив, диффузный рассеиватель, платформу с угловым отсчетным устройством с возможностью вращения на заданный угол вокруг оси, перпендикулярной плоскости образца, юстировочное устройство для перемещения диффузного рассеивателя вдоль оптической оси объектива, что обеспечивает возможность вырьировать характерные размеры спеклов. 1 ил.

Изобретение относится к области испытания светочувствительных материалов, в частности к средствам спекл-интерферометрической резольвометрии с использованием когерентных источников света.

Известен лазерный резольвометр, позволяющий за одну экспозицию получать резольвограмму с тремя оптическими тест-объектами, соответствующими различным пространственным частотам. Конструкция лазерного резольвометра содержит коллимированный когерентный источник, дифракционный элемент, выполненный в виде набора расположенных одна под другой дифракционных решеток с изменяющейся не более чем на октаву пространственной частотой, специальные фокусирующие элементы и диафрагму, сменные светофильтры, испытуемый материал [1].

Недостаток известного устройства заключается в том, что лазерный резольвометр предполагает использование достаточно сложных оптических элементов - дифракционная решетка с переменной пространственной частотой, сфероцилиндрический компонент - и позволяет получить ограниченный интервал пространственных частот. Это объясняется тем, что известное устройство не использует когерентные свойства лазерного излучения полностью, и это усложняет устройство, ограничивает увеличение производительности и возможность автоматизации процесса.

Известны устройство и реализованный с его помощью способ получения резольвограмм, заключающийся в одновременном экспонировании нескольких тест-объектов, полученных в результате интерференции нескольких пар когерентных пучков с изменяющейся интенсивностью [2].

Особенностью интерференционного резольвометра, в отличие от традиционных, использующих резольвометрические миры, является получение оптического тест-объекта в виде синусоидального распределения освещенности путем интерференции нескольких пар когерентных пучков различной интенсивности, записывающих при заданном значении угла схождения синусоидальные резольвограммы с одинаковой пространственной частотой и различной экспозицией.

Известен способ получения резольвограмм и устройство для его реализации, использующее в качестве оптического тест-объекта спекл-структуру лазерного излучения. Он будет взят в качестве прототипа [3].

Конструкция устройства содержит источник когерентного излучения, затвор, объектив, диафрагму и платформу с угловым отсчетным устройством для получения фотографий на испытуемом светочувствительном материале двух идентичных спекл-структур с заданным угловым смещением.

Недостаток спекл-интерференционного резольвометра заключается в том, что устройство имеет ограничения в изменении средних размеров спеклов, что сужает набор тестируемых светочувствительных материалов, ограничивает увеличение производительности и возможность автоматизации процесса.

Технический результат изобретения заключается в повышении производительности получения резольвограмм, возможности автоматизации и расширения перечня тестируемых светочувствительных материалов.

Указанный результат достигается тем, что в перестраиваемом спекл-интерферометрическом резольвометре, содержащем источник когерентного излучения, затвор, объектив, диффузный рассеиватель, диафрагму и платформу с угловым отсчетным устройством с возможностью вращения на заданный угол вокруг оси, перпендикулярной плоскости образца, новым является то, что он снабжен ютировочным устройством, перемещающим диффузный рассеиватель вдоль оптической оси объектива, позволяющим варьировать характерные размеры спеклов путем изменения размеров освещенной части диффузного рассеивателя.

Резольвометр использует фундаментальное свойство диффузно-рассеянных когерентных оптических пучков, в которых в результате интерференции возникает пятнистая структура - спекл-структура с характерными размерами, обратно пропорциональными диаметру освещающего пучка.

На чертеже представлена оптическая схема резольвометра.

Резольвометр содержит источник когерентного излучения (лазер) 1, затвор 2, объектив 3, диффузный рассеиватель 4, юстировочное устройство 5, вращающуюся платформу с угловым отсчетным устройством 6 и образец испытуемого светочувствительного материала 7.

Устройство работает следующим образом. Световой пучок источника излучения 1 проходит через фотозатвор 2, обеспечивающий необходимую экспозицию для испытуемого светочувствительного материала, фокусируется объективом 3 в пучок с переменным диаметром, величина которого определяется положением диффузного рассеивателя относительно фокальной плоскости объектива, который освещает диффузный рассеиватель 4, представляющий собой стеклянную пластину с прозрачной и шероховатой поверхностями. Диффузный рассеиватель перемещается вдоль оптической оси объектива, площадь освещенного участка меняется, в связи с чем меняются характерные размеры спеклов. Диффузно-рассеянное излучение ограничивается диафрагмой 6 и освещает испытуемый образец 7, формируя в светочувствительном слое заданную относительным положением объектива и диффузного рассеивателя, а также размером диафрагмы спекл-структуру. Интерференция когерентного света, рассеянного хаотически расположенными микронеровностями диффузного рассеивателя в освещенной зоне, создает в объеме светочувствительного материала области с максимальной и минимальной освещенностью, размеры которых соответствуют размерам спеклов. Полученная на испытуемом светочувствительном материале спекл-структура дважды экспонируется, причем между экспозициями поворотное устройство платформы вращает образец на любой произвольно заданный угол вокруг оси, перпендикулярной плоскости образца.

Дважды экспонированная спекл-структура образует спекл-резольвограмму в виде пар хаотически расположенных пространственных экранов (отверстий), расстояние между которыми и, соответственно, интервал пространственных частот определяются характерными размерами спеклов, углом поворота и расстоянием конкретной пары до оси вращения.

При этом на всех пространственных частотах сохраняются условия освещения и экспозиции, необходимый интервал пространственных частот задается углом поворота образца, характерными угловыми размерами спеклов.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ 1. А. с. СССР 1392538 A1, G 03 С 5/02.

2. А. с. СССР 1612273 A1, G 03 С 5/02.

3. Патент на изобретение РФ RU 2147764 C1, G 03 С 5/02 (прототип).

Формула изобретения

Перестраиваемый спекл-интерферометрический резольвометр, содержащий источник когерентного излучения, затвор, объектив, диффузный рассеиватель и платформу с угловым отсчетным устройством с возможностью вращения на заданный угол вокруг оси, перпендикулярной плоскости образца, отличающийся тем, что снабжен юстировочным устройством, перемещающим диффузный рассеиватель вдоль оптической оси объектива, позволяющим варьировать характерные размеры спеклов путем изменения размеров освещенной части диффузного рассеивателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1