Устройство для оптической томографии (варианты)



Устройство для оптической томографии (варианты)
Устройство для оптической томографии (варианты)
Устройство для оптической томографии (варианты)
Устройство для оптической томографии (варианты)

 


Владельцы патента RU 2532992:

ИНДАСТРИ-АКАДЕМИК КООПЕРЕЙШН ФАУНДЕЙШН, ЙОНСЕЙ ЮНИВЕРСИТИ (KR)
ЭмТиСи МЕДИКАЛ КО., ЛТД. (KR)

Изобретение относится к оптической когерентной томографии. В устройстве система (20) формирования линейного пучка света содержит полуцилиндрическую линзу (21), собирающую линзу (22) и щель (23) для реализации спектральной оптической когерентной томографии. Параллельный световой пучок от источника света падает на поверхность полуцилиндрической линзы (21), а фокальная линия полуцилиндрической линзы (21) расположена перед собирающей линзой (22). Собирающая линза (22) имеет короткий фокус, в котором сходится параллельная световая составляющая, и длинный фокус, в котором сходится расходящаяся световая составляющая. Щель (23) расположена между точкой короткого фокуса и точкой длинного фокуса. Технический результат заключается в обеспечении возможности получения двумерного изображения с высококачественным разрешением за короткий промежуток времени, без воздействия каких бы то ни было механических перемещений. 3 н.и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение касается оптической когерентной томографии в частотной области, выполняемой по линейной схеме сканирования с использованием источника изменения света с преобразованием частоты, в частности оптической когерентной томографии (ОКТ), в которой осуществляют световое сканирование объекта (или образца), а отраженный от объекта свет принимают посредством линейной ПЗС камеры.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Существует два вида традиционной оптической когерентной томографии ОКТ, time-domain ОКТ, т.е. ОКТ во временной области и ОКТ в частотной области, в которых применяется схема поточечного сканирования с использованием широкополосного источника света и в каждом из которых требуется более одного отдельного сканера. На Фиг.1 показана схема традиционной ОКТ во временной области, а на Фиг.2 - традиционной ОКТ в частотной области.

В ОКТ во временной области, как показано на Фиг.1, световой пучок, исходящий от широкополосного источника (12) света, расщепляется оптическим светоделителем (30) на два световых пучка, которые падают на зеркало (50) опорного пучка и на объект и, соответственно, отражаются от них. Отраженные световые пучки объединяются на оптическом светоделителе (30), и разность оптических длин пути двух световых пучков порождает интерференционный сигнал (т.е. интерференционную картину). Интерференционный сигнал детектируется фотодиодом (90) и подвергается аналого-цифровому преобразованию (АЦП) и процессу демодуляции, что приводит к получению сигнала изображения по глубине. Для получения двумерного изображения требуется осуществить две схемы сканирования путем перемещения как зеркала (50) опорного пучка, так и сканера (80), что называют x-z сканированием. Однако эти две схемы сканирования имеют сложности в синхронизации этих двух перемещений, требуют продолжительного времени для получения изображения, подвержены искажениям за счет перемещений объекта и обладают низким значением отношения сигнал/шум (SNR).

В ОКТ в частотной области, как показано на Фиг.2, световой пучок, исходящий от широкополосного источника (12) света, как и в ОКТ во временной области, расщепляется оптическим светоделителем (30) на два световых пучка, которые падают на зеркало (50) опорного пучка и на объект и, соответственно, отражаются от них. Отраженные световые пучки объединяются на оптическом светоделителе (30). Объединенный световой пучок обнаруживается с помощью спектроскопа (100) и подвергается Фурье-преобразованию, что приводит к получению сигнала изображения по глубине. В ОКТ в частотной области для получения двумерного изображения не требуется сканера, работающего в z-направлении, и используется лишь сканер (80) в x-направлении. В ОКТ в частотной области можно получить более высокое значение отношения сигнал/шум, чем в ОКТ во временной области. Однако в ОКТ в частотной области также существуют проблемы, связанные с тем, что изображение подвержено искажениям из-за перемещений объекта, а кроме того для обнаружения светового пучка должен быть использован спектроскоп (100).

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

Задача настоящего изобретения заключается в решении упомянутых проблем традиционного ОКТ и в получении двумерного изображения высокого разрешения за более короткий отрезок времени без механических перемещений испытуемого объекта путем линейного сканирования объекта линейным световым пучком.

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ

Для решения указанной задачи, в одном аспекте данного изобретения оптическая когерентная томография содержит: источник (11) света, излучающий световой пучок с множеством длин волн |1, |2, … |n; систему (20) формирования линейного пучка света, формирующую линейный световой пучок из светового пучка; оптический светоделитель (30), расщепляющий линейный световой пучок, исходящий из системы (20) формирования линейного пучка света, на два световых пучка, при этом один световой пучок направлен на зеркало (50) опорного пучка, а другой световой пучок направлен на объект; две первые собирающие линзы (40), одна из которых расположена между оптическим светоделителем (30) и зеркалом (50) опорного пучка, а другая расположена между оптическим светоделителем (30) и объектом, для коллимирования световых пучков, расщепленных оптическим светоделителем (30); вторую собирающую линзу (60), при этом световые пучки, отраженные от зеркала (50) опорного пучка и объекта, объединяются с помощью оптического светоделителя (30), и объединенный световой пучок падает на вторую собирающую линзу (60); камеру (70), принимающую объединенные световые пучки, исходящие из второй собирающей линзы (60); панель обработки изображения, детектирующую сигналы, соответствующие каждому выходному пикселю камеры (70); секция Фурье-преобразования для Фурье-преобразования детектированных сигналов, соответствующих пикселям в значениях множества длин волн |1, |2, … |n, для получения информации в виде изображений, связанной с глубиной (z-сканирование), а также монитор, отображающий двумерное изображение, полученное соединением пикселей вдоль оси x, используя выходные сигналы секция Фурье-преобразования.

Для решения указанной задачи, в другом аспекте данного изобретения оптическая когерентная томография, в которой световой пучок, исходящий от источника света, расщепляется на два световых пучка оптическим светоделителем (30) для направления на зеркало (50) опорного пучка и объект, расщепленные световые пучки коллимируются каждой из первых собирающих линз (40), два сколлимированных световых пучка отражаются от зеркала (50) опорного пучка и объекта соответственно, чтобы объединиться на оптическом светоделителе (30), а объединенные световые пучки поступают на камеру (70) через вторую собирающую линзу (60), дополнительно содержит: систему (20) формирования линейного пучка света, расположенную между источником света и оптическим светоделителем (30), для формирования линейного светового пучка, который должен поступить на оптический светоделитель (30) в качестве светового пучка.

Для решения указанной задачи, в еще одном аспекте данного изобретения оптическая когерентная томография содержит, по меньшей мере, источник (11) света, излучающий световой пучок с множеством длин волн |1, |2, … |n; систему (20) формирования линейного пучка света, формирующую линейный световой пучок из светового пучка; оптический светоделитель (30), расщепляющий линейный световой пучок, исходящий из системы (20) формирования линейного пучка света, на два световых пучка, при этом один световой пучок направлен на зеркало (50) опорного пучка, а другой световой пучок направлен на объект; две первые собирающие линзы (40), одна из которых расположена между оптическим светоделителем (30) и зеркалом (50) опорного пучка, а другая расположена между оптическим светоделителем (30) и объектом, для коллимирования световых пучков, расщепленных оптическим светоделителем (30); вторую собирающую линзу (60), при этом световые пучки, отраженные от зеркала (50) опорного пучка и объекта, объединяются с помощью оптического светоделителя (30), и объединенный световой пучок падает на вторую собирающую линзу (60); камеру (70), принимающую объединенные световые пучки, исходящие из второй собирающей линзы (60).

Во всех аспектах этого изобретения система (20) формирования линейного пучка света содержит полуцилиндрическую линзу (21), собирающую линзу (22) и щель (23).

Параллельный световой пучок, исходящий от источника света, падает на поверхность полуцилиндрической линзы (21), а фокальная линия полуцилиндрической линзы (21) расположена перед собирающей линзой (22), в результате чего параллельная световая составляющая и расходящаяся световая составляющая падают на собирающую линзу (22).

Собирающая линза (22) имеет короткий фокус, в котором сходится параллельная световая составляющая, и длинный фокус, в котором сходится расходящаяся световая составляющая. Щель (23) расположена между точкой короткого фокуса и точкой длинного фокуса, направление щели (23) параллельно продольному направлению полуцилиндрической линзы (21), что приводит к образованию линейного светового пучка.

Для решения указанной задачи, в еще одном аспекте данного изобретения оптическая когерентная томография содержит: систему (20) формирования линейного пучка света, включающую в себя полуцилиндрическую линзу (21), собирающую линзу (22) и щель (23), при этом параллельный световой пучок, исходящий от источника света, падает на поверхность полуцилиндрической линзы (21), а фокальная линия полуцилиндрической линзы (21) расположена перед собирающей линзой (22), в результате чего параллельная световая составляющая и расходящаяся световая составляющая падают на собирающую линзу (22), собирающая линза (22) имеет короткий фокус, в котором сходится параллельная световая составляющая, и длинный фокус, в котором сходится расходящаяся световая составляющая, при этом щель (23) расположена между точкой короткого фокуса и точкой длинного фокуса, направление щели (23) параллельно продольному направлению полуцилиндрической линзы (21), что приводит к образованию линейного светового пучка.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ

Согласно вышеупомянутому изобретению, в оптической когерентной томографии в частотной области по данному изобретению используется линейный световой пучок, подаваемый на объект, и можно создавать двумерное изображение с использованием x-z- сканирования без механических перемещений. Таким образом, двумерное изображение можно получать за более короткий период времени с высоким значением отношения сигнал/шум, а искажения, вызванные перемещением объекта, могут быть сведены к минимуму.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг.1 показана схема традиционной ОКТ во временной области.

На Фиг.2 показана схема традиционной ОКТ в частотной области.

На Фиг.3 показана схема ОКТ по данному изобретению, в которой применяется линейная схема сканирования с использованием источника света с преобразованием длин волн.

На Фиг.4 показана схема внутренней конструкции оптической системы линейного сканирования по данному изобретению, представленной на Фиг.3.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как показано на Фиг.3, наиболее предпочтительный вид оптической когерентной томографии содержит: источник (11) света, излучающий световой пучок с множеством длин волн |1, |2, … |n; систему (20) формирования линейного пучка света, формирующую линейный световой пучок; оптический светоделитель (30), расщепляющий линейный световой пучок, исходящий из системы (20) формирования линейного пучка света, на два световых пучка, при этом один световой пучок направлен на зеркало (50) опорного пучка, а другой световой пучок направлен на объект; две первые собирающие линзы (40), одна из которых расположена между оптическим светоделителем (30) и зеркалом (50) опорного пучка, а другая расположена между оптическим светоделителем (30) и объектом, для коллимирования световых пучков, расщепленных оптическим светоделителем (30); вторую собирающую линзу (60), при этом световые пучки, отраженные от зеркала (50) опорного пучка и объекта, объединяются на оптическом светоделителе (30); камеру (70), принимающую объединенные световые пучки, исходящие из второй собирающей линзы (60); панель обработки изображения, детектирующую сигналы, соответствующие каждому выходному пикселю камеры (70); секцию Фурье-преобразования для Фурье-преобразования детектированных сигналов, соответствующих пикселям в значениях множества длин волн |1, |2, … |n, для получения информации в виде изображений, связанной с глубиной (z-сканирование), а также монитор, отображающий двумерное изображение, полученное соединением пикселей вдоль оси x, используя выходные сигналы звена Фурье-преобразования.

ВАРИАНТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Конфигурации и функционирование по данному изобретению, оптической когерентной томографии, будут далее описаны в качестве примера в сочетании с чертежами.

На Фиг.3 показана схема ОКТ по данному изобретению, в которой применяется линейная схема сканирования с использованием линейного светового пучка. Данный ОКТ содержит источник (11) света, систему (20) формирования линейного пучка света, оптический светоделитель (30), первую собирающую линзу (40), зеркало (50) опорного пучка, вторую собирающую линзу (60), камеру (70), панель обработки изображения, секцию Фурье-преобразования и монитор.

Источник (11) света генерирует световые пучки с длинами волн |1, |2, … |n последовательно и в непрерывном режиме. Таким образом, источник света выполняет ту же роль, что и спектроскоп (100) на Фиг.2.

Световой пучок, исходящий от источника (11) света, проходит через систему (20) формирования линейного пучка света, которая придает световому пучку, исходящему от источника света, форму линейного светового пучка. Подробная конфигурация системы (20) формирования линейного пучка света будет описана ниже.

Линейный световой пучок расщепляется оптическим светоделителем (30) на два световых пучка, которые распространяются к зеркалу (50) опорного пучка и объекту соответственно. Две первые собирающие линзы (40) коллимируют два расщепленных световых пучка, соответственно делая их параллельными. Два параллельных световых пучка отражаются от зеркала (50) опорного пучка и от объекта, и отраженные световые пучки объединяются на оптическом светоделителе (30).

Световой пучок, объединенный на оптическом светоделителе (30), проходит через вторую собирающую линзу (60), чтобы поступить в камеру (70). Падающий световой пучок, поступающий в камеру (70), генерирует сигналы на каждый пиксель, которые детектируются панелью обработки изображения.

Информация изображения (z-сканирование), связанная с глубиной объекта, может быть получена с помощью Фурье-преобразования детектированных световых сигналов |1, |2, … |n на каждом пикселе. После этого получают двумерное изображение путем связывания пикселей камеры вдоль оси x.

На Фиг.4 показана схема внутренней конструкции оптической системы линейного сканирования по данному изобретению, представленной на Фиг.3. Оптическая система линейного сканирования включает в себя полуцилиндрическую линзу (21), собирающую линзу (22) и щель (23). Таким образом, на Фиг.4 показана подробная схема оптической системы линейного сканирования, поддерживающей линейную схему сканирования для данного изобретения.

На Фиг.4 показано, как образуется линейный световой пучок. Параллельный световой пучок, исходящий от источника (11) света с преобразованием длин волн, падает под прямым углом на поверхность полуцилиндрической линзы (21), как показано на Фиг.4. Параллельная составляющая светового пучка, падающая по центру поверхности вдоль продольной центральной оси, пройдет через полуцилиндрическую линзу (21) без светопреломления, результате чего на выходе полуцилиндрической линзы (21) получают параллельную составляющую светового пучка. Параллельная составляющая светового пучка, падающая по месту, отдаленному от продольной центральной оси, будет сходиться на фокальную линию, изображенную короткой темной толстой линией на Фиг.4. Таким образом, параллельный световой пучок, падающий на поверхность полуцилиндрической линзы (21), сфокусирован на фокальную линию полуцилиндрической линзы (21), и, пройдя через фокальную линию, световой пучок расходится в направлении ширины, ортогональном продольной оси полуцилиндрической линзы (21).

Световой пучок, прошедший через полуцилиндрическую линзу (21), падает на собирающую линзу (22). Параллельная составляющая светового пучка, падающего на собирающую линзу (22), будет сфокусирована в точке короткого фокуса, а расходящаяся составляющая светового пучка, падающего на собирающую линзу (22), будет сфокусирована в точке длинного фокуса, как показано на фиг.4.

Щель (23) расположена между точкой короткого фокуса и точкой длинного фокуса, как показано на фиг.4. Продольное направление щели параллельно направлению продольной центральной оси полуцилиндрической линзы (21). Световой пучок, исходящий из собирающей линзы (22), проходит через щель (23), что приводит к образованию линейного светового пучка, как показано длинной темной толстой линией на Фиг.4.

Линейный световой пучок, прошедший через щель (23), направляется на оптический светоделитель (30). Таким образом, линейный световой пучок падает на объект, и процедура x-сканирования, чувствительная к механическим перемещениям объекта, что имеет место в традиционной томографии, становится необязательной.

Выше изложены характерные особенности и преимущества данного изобретения. Следует понимать, что описание предпочтительных вариантов осуществления во многих отношениях является лишь иллюстративным. Могут быть внесены изменения в детали, в особенности по вопросам выбора составляющих и по вопросам формы, размера и схемы расположения частей, не выходя за границы изобретения. Описав предпочтительные варианты осуществления в сочетании с чертежами, можно видеть, что достигнуты различные цели и решены различные задачи, и возможны модификации и дополнения, очевидные для специалистов в данной области техники, оставаясь в границах, определяющих сущность и объем данного изобретения.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Согласно данному изобретению, оптическая когерентная томография в частотной области может быть легко реализована путем использования светового источника с преобразованием длин волн и оптической системы линейного сканирования, при этом двумерное изображение с высококачественным разрешением можно получать за короткий отрезок времени и без механических перемещений. Стоимость всей томографической системы может быть существенно снижена благодаря низкой стоимости материала и упрощению процесса.

Кроме того, томография по данному изобретению может быть адаптирована к требованиям использования в различных областях предоставления медицинских услуг, в том числе в офтальмологии.

1. Устройство для оптической когерентной томографии, содержащее: источник (11) света, излучающий световой пучок с множеством длин волн |1, |2, … |n; систему (20) формирования линейного пучка света, формирующую линейный световой пучок из светового пучка; оптический светоделитель (30), расщепляющий линейный световой пучок, исходящий из системы (20) формирования линейного пучка света, на два световых пучка, при этом один световой пучок направлен на зеркало (50) опорного пучка, а другой световой пучок направлен на объект; две первые собирающие линзы (40), одна из которых расположена между оптическим светоделителем (30) и зеркалом (50) опорного пучка, а другая расположена между оптическим светоделителем (30) и объектом, для коллимирования световых пучков, расщепленных оптическим светоделителем (30); вторую собирающую линзу (60), при этом световые пучки, отраженные от зеркала (50) опорного пучка и объекта, объединяются на оптическом светоделителе (30) и объединенный световой пучок падает на вторую собирающую линзу (60); камеру (70), принимающую объединенные световые пучки, исходящие из второй собирающей линзы (60); панель обработки изображения, детектирующую сигналы, соответствующие каждому выходному пикселю камеры (70); секцию Фурье-преобразования для Фурье-преобразования детектированных сигналов, соответствующих пикселям в значениях множества длин волн |1, |2, |n, для получения информации в виде изображений, связанной с глубиной (z-сканирование); а также монитор, отображающий двумерное изображение, полученное соединением пикселей вдоль оси x, используя выходные сигналы секции Фурье-преобразования, при этом система (20) формирования линейного пучка света содержит полуцилиндрическую линзу (21), собирающую линзу (22) и щель (23), и параллельный световой пучок, исходящий от источника света, падает на поверхность полуцилиндрической линзы (21), а фокальная линия полуцилиндрической линзы (21) расположена перед собирающей линзой (22), в результате чего параллельная световая составляющая и расходящаяся световая составляющая падают на собирающую линзу (22).

2. Устройство по п.1, при этом собирающая линза (22) имеет короткий фокус, в котором сходится параллельная световая составляющая, и длинный фокус, в котором сходится расходящаяся световая составляющая.

3. Устройство по п.2, при этом щель (23) расположена между коротким фокусом и длинным фокусом, причем направление щели (23) параллельно продольному направлению полуцилиндрической линзы (21), что приводит к образованию линейного светового пучка.

4. Устройство для оптической когерентной томографии, в котором световой пучок, исходящий от источника света, расщепляется на два световых пучка оптическим светоделителем (30) для направления на зеркало (50) опорного пучка и на объект, расщепленные световые пучки коллимируются каждой из первых собирающих линз (40), два сколлимированных световых пучка отражаются от зеркала (50) опорного пучка и объекта соответственно, чтобы объединиться на оптическом светоделителе (30), а объединенные световые пучки поступают на камеру (70) через вторую собирающую линзу (60), дополнительно содержит: систему (20) формирования линейного пучка света, расположенную между источником света и оптическим светоделителем (30), для формирования линейного светового пучка, который должен поступить на оптический светоделитель (30) в качестве светового пучка, при этом система (20) формирования линейного пучка света содержит полуцилиндрическую линзу (21), собирающую линзу (22) и щель (23), и параллельный световой пучок, исходящий от источника света, падает на поверхность полуцилиндрической линзы (21), а фокальная линия полуцилиндрической линзы (21) расположена перед собирающей линзой (22), в результате чего параллельная световая составляющая и расходящаяся световая составляющая падают на собирающую линзу (22).

5. Устройство по п.4, при этом собирающая линза (22) имеет короткий фокус, в котором сходится параллельная световая составляющая, и длинный фокус, в котором сходится расходящаяся световая составляющая.

6. Устройство по п.5, при этом щель (23) расположена между коротким фокусом и длинным фокусом, причем направление щели (23) параллельно продольному направлению полуцилиндрической линзы (21), что приводит к образованию линейного светового пучка.

7. Устройство для оптической когерентной томографии, содержащее, по меньшей мере, источник (11) света, излучающий световой пучок с множеством длин волн |1, |2, … |n; систему (20) формирования линейного пучка света, формирующую линейный световой пучок из светового пучка; оптический светоделитель (30), расщепляющий линейный световой пучок, исходящий из системы (20) формирования линейного пучка света, на два световых пучка, при этом один световой пучок направлен на зеркало (50) опорного пучка, а другой световой пучок направлен на объект; две первые собирающие линзы (40), одна из которых расположена между оптическим светоделителем (30) и зеркалом (50) опорного пучка, а другая расположена между оптическим светоделителем (30) и объектом, для коллимирования световых пучков, расщепленных оптическим светоделителем (30); вторую собирающую линзу (60), при этом световые пучки, отраженные от зеркала (50) опорного пучка и объекта, объединяются с помощью оптического светоделителя (30), а объединенный световой пучок падает на вторую собирающую линзу (60); камеру (70), принимающую объединенные световые пучки, исходящие из второй собирающей линзы (60), при этом система (20) формирования линейного пучка света содержит полуцилиндрическую линзу (21), собирающую линзу (22) и щель (23), и параллельный световой пучок, исходящий от источника света, падает на поверхность полуцилиндрической линзы (21), а фокальная линия полуцилиндрической линзы (21) расположена перед собирающей линзой (22), в результате чего параллельная световая составляющая и расходящаяся световая составляющая падают на собирающую линзу (22).

8. Устройство по п.7, при этом собирающая линза (22) имеет короткий фокус, в котором сходится параллельная световая составляющая, и длинный фокус, в котором сходится расходящаяся световая составляющая.

9. Устройство по п.8, при этом щель (23) расположена между коротким фокусом и длинным фокусом, причем направление щели (23) параллельно продольному направлению полуцилиндрической линзы (21), что приводит к образованию линейного светового пучка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к волоконно-оптической измерительной технике. Система содержит широкополосный источник излучения, оптический разветвитель на несколько каналов, циркулятор, оптический приемник, оптоволоконный датчик, блок управления и обработки и перестраиваемый элемент.

Интерферометр содержит монохроматический источник света и последовательно установленные афокальную систему для формирования расширенного параллельного пучка световых лучей, разделительную плоскопараллельную пластину, ориентированную под углом к параллельному пучку световых лучей, первое плоское зеркало с отражающим покрытием, обращенным к разделительной плоскопараллельной пластине, и установленное с возможностью изменения угла наклона к параллельному пучку световых лучей, прошедшему разделительную плоскопараллельную пластину, второе плоское зеркало, установленное с возможностью изменения угла наклона, и блок регистрации, установленный в пучке световых лучей, отраженном последовательно от первого плоского зеркала и разделительной плоскопараллельной пластины, и содержащий фокусирующий объектив и фотоприемное устройство.

Сканирующее интерференционное устройство содержит подложки с зеркальным покрытием с регулированием положения при помощи пьезоэлемента, подключенного к источнику переменного напряжения.

Изобретение может быть использовано для быстрой перестройки или сканирования спектра пропускания или отражения излучения в сенсорных и спектральных системах. Интерферометр содержит корпус, выполненный в виде двух установленных перпендикулярно к оптической оси фланцев с осевыми сквозными отверстиями, и двухзеркальный резонатор, расположенный в отверстиях фланцев, каждое зеркало которого закреплено на соответствующем фланце с помощью пьезоэлектрического элемента.

Светофильтр содержит плоскую прозрачную пластину с тонкопленочным прозрачным покрытием одной ее поверхности. В первом варианте светофильтр содержит также оптическую призму ввода излучения, закрепленную плоской гранью на тонкопленочном покрытии вблизи конца пластины.

Устройство содержит закрепленное на основании (1) устройство (2) для регулировки и фиксации его положения относительно поверхности (12) объекта (13), соединенный с ним цилиндрический корпус (4), во внутренней полости (5) которого установлены источник (6) когерентного оптического излучения и фокусирующая излучение (31) на поверхность (12) объекта (13) оптическая система (8) с устройствами для регулировки и фиксации их положения (7) и (9), опорную балку (14), выполненную составной из однотипных цилиндрических элементов (28), светонепроницаемый защитный корпус (19) с окном (20), установленный с возможностью перемещения вдоль опорной балки (14), во внутренней полости (21) которого установлены светоделитель (22) и отражатель (23), жестко скрепленные между собой, и экран с устройствами для регулировки и фиксации их положения (24) и (26).

Изобретение относится к измерителям скорости интерферометрическим методом по доплеровскому смещению длины волны света, отраженного от исследуемого объекта, с использованием интерферометра Фабри-Перо и может быть использовано для увеличения яркости интерференционной картины на щелевой диафрагме на выходе оптической системы в 2-10 раз при малом увеличении габаритов.

Изобретение относится к области радиотехники и касается акустооптического интерферометра. Акустооптический интерферометр состоит из антенной решетки, источника когерентного излучения, коллиматора, акустооптического модулятора с четырьмя пьезопреобразователями, фурье-линзы, матричного фотоприемника и цифрового процессора.

Изобретение относится к формированию изображения с использованием оптической когерентной томографии в Фурье-области. Устройство содержит первый переключающий блок 17, осуществляющий переключение между первым состоянием, в котором обратный луч 12 объединяется с опорным лучом (состояние, в котором обратный луч 12 проводится к объединяющему блоку 22), и вторым состоянием, отличающимся от первого состояния (состоянием, в котором путь луча для обратного луча 12 блокируется или изменяется).

Изображающий микроэллипсометр состоит из источника когерентного освещения 1, пространственного фильтра 2, управляемой полуволновой пластинки 3, коллиматора 4, неполяризующего светоделителя 5, по крайней мере, одной ловушки-поглотителя 6, микрообъектива 7 с фронтальной линзой 8, расположенного под микрообъективом предметного столика 9 с размещенным на нем объектом 10, интерференционного блока 11 формирования изображения.

Изобретение может быть использовано в качестве измерительной системы для неинвазивной экспресс-диагностики многокомпонентных биологических сред для определения вирусов, бактерий и других микроорганизмов. Микроскоп содержит источник излучения, фокусирующий объектив, диафрагму и кювету для размещения исследуемого объекта, расположенные вдоль оптической оси, матрицу фотоприемников, электронно-вычислительную систему, включающую блок обработки, программное обеспечение и ПК. Дополнительно до кюветы введен фильтр для сглаживания Гауссового распределения пучка излучения и получения равномерного освещения по сечению пучка. Кювета имеет прозрачное плоское входное окно. Выходное окно кюветы имеет форму полусферы с радиусом, равным расстоянию от входного до выходного окна кюветы. Матрица фотоприемников имеет форму полусферы, которая расположена параллельно выходному окну кюветы, повторяет его форму и жестко с ним связана. Технический результат - сохранение одинаковой светосилы по сечению кюветы и увеличение разрешения ЦГМ. 3 ил.

Изобретение относится к технической физике, в частности к инструментам для исследования и измерения оптических элементов и систем. Низкокогерентный интерферометр с дифракционной волной сравнения содержит источник низкокогерентного света, делителя света, к выходам которого подключены две части оптоволокна, функцию средства для перенаправления света от исследуемого объекта на регистратор выполняет основная плоскость корпуса источника двух эталонных сферических волн. Источник двух эталонных сферических волн включает два отрезка оптического волокна, концы которых выполнены суженными с металлизированными до вершин скосами, при этом вторые концы отрезков оптического волокна жестко закреплены в корпусе под углом друг к другу, вершины отрезков зафиксированы в выходном отверстии на основной плоскости корпуса и отстоят друг от друга на расстоянии, сравнимом с диаметром сердцевины оптоволокна. При этом корпус снабжен крепежными элементами, а функцию средства для перенаправления света выполняет основная плоскость корпуса. Технический результат - повышение точности измерений и надежности работы интерферометра, а также увеличение рабочей апертуры интерферометра. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано в волоконно-оптических фазовых датчиках интерферометрического типа. При измерении сигнала датчика в ступенчатый пилообразный модулирующий сигнал добавляют один скачок напряжения за его период, амплитуда скачка равна амплитуде модулирующего сигнала, а длительность составляет половину длительности одной его ступени, причем скачок напряжения осуществляют в момент времени, соответствующий линейному участку выходного интерферометрического сигнала, полученного за предыдущий период модулирующего сигнала. Техническим результатом является обеспечение стабилизации масштабного коэффициента модулятора и повышенная точность измерения интерферометрического сигнала. 3 ил.

Изобретение может быть использовано для диагностики неоднородностей в прозрачных средах, в том числе в физике горения, экспериментальной газовой динамике, прикладной аэродинамике, гидродинамике. В способе волновой фронт разделяют по амплитуде и фазе на объектный волновой фронт нулевого порядка дифракции и опорный волновой фронт первого порядка дифракции посредством дифракционного элемента. Возвращают в плоскость дифракционного элемента объектный волновой фронт нулевого порядка дифракции и опорный волновой фронт первого порядка дифракции. После дифракционного элемента возвращенный объектный волновой фронт нулевого порядка дифракции в обратном ходе распространяется в направлении опорного волнового фронта первого порядка дифракции в обратном ходе, возвращенный опорный волновой фронт первого порядка дифракции в обратном ходе распространяется в направлении объектного волнового фронта нулевого порядка дифракции в обратном ходе, а интерферограмму наблюдают при наложении объектного волнового фронта нулевого порядка дифракции и опорного волнового фронта первого порядка дифракции при обратном ходе указанных волновых фронтов. Технический результат - упрощение способа за счет получения интерферограммы быстропротекающих процессов в один момент измерений. 1 ил.

Изобретение относится к области оптических измерений и касается способа многоканального измерения смещения длины волны света. Измерения осуществляются с использованием интерферометра Фабри-Перо. Свет источников света через коллимирующую систему направляют на интерферометр Фабри-Перо и с помощью линзы фокусируют интерферометрическую картину на регистраторе. При этом на интерферометр Фабри-Перо направляют свет от нескольких независимых источников света, которые освещают различные области интерферометрической картины, а затем в каждой области интерферометрической картины компенсируют размытие интерферометрических колец, вызванное непараллельностью зеркал интерферометра, заменяя на регистраторе плоскость фокуса на плоскость, где лучи всех интерференционных картин непараллельного интерферометра Фабри-Перо пересекаются, создавая частичный псевдофокус. Технический результат заключается в обеспечении возможности одновременного измерения смещений частоты излучения от разных независимых источников в одном канале и повышении резкости интерференционных колец с обеих сторон от центра интерферограммы. 3 ил.

Изобретение относится к области интерферометрии. Система с интерферометрами содержит содержит волоконно-оптический датчик, который может иметь часть датчика Майкельсона и часть датчика Маха-Цендера. Первый разветвитель-объединитель может быть сконфигурирован для разделения света между первой оптоволоконной частью и второй оптоволоконной частью. Первое устройство сопряжения поляризации фаз может быть сконфигурировано для сопряжения фазы поляризации падающего света, соответствующего первой оптоволоконной части, и второе устройство сопряжения фазы поляризации может быть сконфигурировано для сопряжения фазы поляризации падающего света, соответствующего второй оптоволоконной части. Каждое, первое и второе устройства сопряжения поляризации фаз могут быть сконфигурированы для отражения света в детектор и через соответствующие первую и вторую оптоволоконные части. Объединитель может быть сконфигурирован для объединения света в первой оптоволоконной части со светом во второй оптоволоконной части, и третья оптоволоконная часть может быть сконфигурирована для приема света от объединителя и для возбуждения второго детектора. Технический результат - упрощение конструкции системы для обнаружения положения либо магнитуды помех. 5 н. и 21 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к способу голографической визуализации быстропротекающих процессов - двухфазных потоков «твердые частицы - газ». При реализации способа посредством оптических элементов создают два объектных и два опорных пучка. Первый объектный пучок проходит сквозь поток, а второй - диффузно отражается, например, от поверхности тела, движущегося в потоке. Первая голограмма, полученная при помощи первого объектного пучка, обеспечивает возможность изучения структуры двухфазного потока. Вторая голограмма, полученная при помощи второго объектного пучка, позволяет оценить состояние поверхности объекта. Регистрация двух голограмм производится одновременно. Технический результат заключается в обеспечении регистрации за время одной экспозиции двух голограмм, одна из которых соответствует просвечиванию исследуемого объекта, а вторая - диффузному отражению от него. 1 ил.

Изобретение относится к области для измерения концевых мер длины. Двусторонний интерферометр содержит два лазера со стабилизированной частотой излучения, кольцевой трехзеркальный интерферометр и две наложенные голограммы, одна из которых записана излучением одного лазера, другая - другого лазера. Наложенные голограммы освещаются двумя световыми пучками, которые, пройдя голограммы, формируют интерференционную картину в виде интерференционной полосы бесконечной ширины. На длине волны излучения каждого лазера выполняется три измерения разности фаз интерферирующих волн. Первое измерение, когда один из пучков, освещающих голограммы, отражается от одной измерительной поверхности концевой меры, установленной в кольцевом трехзеркальном интерферометре, второе измерение, когда данный световой пучок отражается от второй измерительной поверхности концевой меры. Третье измерение выполняется, когда данный световой пучок проходит кольцевой трехзеркальный интерферометр при отсутствии концевой меры в интерферометре. Технический результат - уменьшение габаритов интерферометра. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для контроля неплоскостности кольцевых поверхностей. В способе голографического контроля формируется первый опорный пучок с помощью светоделителя и зеркал и объектный пучок, включающий проекционный объектив, рабочую зону и узел регистрации голограммы. Кроме того, формируют второй опорный пучок за счет введения оптически связанной между собой системы зеркал, вводят экранирующую шторку, имеющую отверстие в центре, и размещают с возможностью вывода из объектного пучка, непрозрачную шторку размещают в первом опорном пучке, систему зеркал второго опорного пучка устанавливают между рабочей зоной и узлом регистрации голограммы, экранирующую шторку устанавливают между проекционным объективом и рабочей зоной, а непрозрачную шторку устанавливают перпендикулярно оптической оси между светоделителем и зеркалом первого опорного пучка с возможностью вывода ее из первого опорного пучка при регистрации голограммы. Технический результат - контроль величины неплоскостности полированных металлических и графитовых поверхностей деталей. 3 ил.

Изобретение относится к области исследования физических свойств материалов и может быть использовано преимущественно в дилатометрии, например, для измерения коэффициента линейного расширения. Заявленный способ дилатометрии включает снятие спекл-интерферограммы поля нормальных перемещений с передней поверхности тела с отображением на экране монитора ЭВМ и определение по ней величины перемещения. При этом часть отражающих элементов спекл-интерферометра располагают за обследуемым телом, освещая и отображая невидимые спереди участки его поверхности, а зарегистрированные от них спекл-интерферограммы размещают в выделенных для них частях экрана монитора ЭВМ, не пересекающихся с отображением спекл-интерферограммы передней поверхности тела. Вычисляют разностную спекл-интерферограмму перемещений поверхностей по отношению к их исходному состоянию и определяют по ней изменение расстояния между любыми двумя точками поверхности тела. Технический результат - повышение информативности и достоверности получаемых данных за счет обеспечения возможности одновременного определения смещения нескольких поверхностей образца. 4 ил.
Наверх