Поляризационный интерферометр

 

<1635395

Со1оа Соеетскнх

Социалистических

Ресоублнк

onèñAHèE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к asò. св:1д-зу— (22) Заявлено 01.07.77 (211 2503275/18-25 с лрисоединением заявки X — (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.11.78. В:олле-ень ¹ 44 (51) Ч.Кл.- G 01 В 91 02

Государственник комитет (53) УДК 535.56 (088.8) ло делам изобретений и открытий (45) Дата опублпкова-::è .ÿ оп::caн11я 30.11.78 (72) Лвrop изобретения (71) Заявитель

В. А. Комиссарук (54) ПОЛЯРИЗАЦИОИИЫЙ ИНТЕРФЕРО т 1ЕТР

Изобретение относится к,области оптической интерферометрип и может быть использовано для исследования неоднородностей в прозрачнык среда, например, оотеканпя моделей потоком з газод1гнампческом эксперименте.

Известны поляризационные интерферометры со светоделителями ls виде призм

Волласто ta (1). В этик интерферометрак полосы направлены параллельно ребрам клп- 10 ньен, из которы., составлены призмы и сооТ,ветственно перпендикулярны направлению относитель;1ого сдвига волновых поверхностей.

Такое направление полос лишает, интер- 15 ференционную картину наглядности, затрудняет обработку интерферограмм и приводит к свин ению точности измерений.

В устройстве-прототипе (2), содержащем на входе и выходе установленные зеэкально поляроиды и двоякопреломляющие светоделителп в виде призм Волластона, изменение направления полос осуществляется наклоном призм.

Недостатком этого устройства является .низкая точность измерений, поскольку наклон призмы, установленной в,приемной части, приводит к увеличению дисторсии в изображении рабочего поля, так,как действие призмы аналогично действию клина в ЗО сходящемся пучке. Дисторспя приводит к ошиэкам при измерении координат на снимке. Поэтому приходится ограничиваться неоольшпмп угла ми наклоча и cooTIIeòcòвенно небольшим числом полос. параллельнык сдвигу. Кроме того, призмы Волластона, лаже в случае небольшого сдвига, приходится изготавливать пз исландского шпата; если изготавливать и.; из кристаллического кварца. то онп 1е дадут тэебуемого

"-ффекта.

Целью пзооэсте:1пя яв чяется повышение точ;ocTII пзмере:-пй.

Посгазленная цель достсчгастся тем, что в известный полярспзационный пнтенферо,IeTр, содержащ:1й на входе и выходе установле:-оные зеркально поляропды;1 двоякопэелом srtotIIIIe светоделIITe;111 в впдс призм

Волластона, дополнительно введены Ito краиней мере две двоякопрсломля1ощие пластинки, ка "кдая пз которых вырезана II3 кристалла параллельно его оптической оси и установлена между поляропдом и свстоделителем с возможностью наклона к гсометрической осп пучка.

Опт;1ческая схема предлагaeitoit о интерферометра пэиведена на чертеже.

Устройство содержит на входе поляроид

1, двоякопреломляющую пластинку 2, призity Вэлластона 3, объектив 4 коллпматора, 635395 (1

8 ==- г1 л 1 где d — толщина. пластинки;

10 n — показатель преломления;

0) — усOJI .MP)1< 3 i Hopi!a !bio I< H.iaoтинке и гла1вным лучом.

Для кристаллической |пластинки, выре.занной параллельно Оптической ос», имеет место двоение изображения на величину

;Э

П.

Ло ==- d

20 где Лп — разность, показателей преломления Обыкновенного и .необыкновенного лучей; и — средний показатель,преломления.

Таким образом, с 111ovloIIIью подобных кри=таллических пластинок можно осуществить двоение в изображении источника света и регулировать его,по велич;1не изменением наклона.

30 Действием кристаллических пластинок, как видно из приведенной зависимости, nponopl1IHoH3ëüHo их толщине и разности 1!оказателей преломления обыкновенного 11 необыкновенного лучей. Поэтому:пластин .<и

33 следует .изготавливать из материала с сильным двойным лучепреломлением, например, из исландского шпата. Две !подобных пластинки толщиной 10 11,11 при наклоне до 20 позволяют получить до 90 полос в пределах относительного отверстия 1: 8.

Наклон пластинки вызывает значительно меньшую дисторсию в изображении p3GOчего .поля,по сравнению с призмой. Поэтому допустимы значительные углы наклона и

45 тем самым расширяются возможности настройки интерферометра. Действие кристаллических пластпнск не зависит от величи1ны сдвига, которая спределяется основными светоделителями. Изготовление -.",ких пластинок,гораздо проще, нежели изготовление

1полярископа Савара или призма. Волластона.

Еогда пластинки 2 и 8 нормальны к гео. метрической оси пучка и призмы ) и 7 занимают оптически сопряженные положения,,В поле интерференции <наол10дapTcH Оесконечно широкая полоса. Наклон пластин!<:! 2 в результате поворота се на некоторь1. : у-.ол вокруг оси, перпендикулярной ребрам х.-. ньев пр 1зм З,и 7, вызывает двосние пзоорaженля источника света в направлени;. ребер клиньев. Оптическая система 4 — 5 строит два изображения источ: —:пха вблизи фокуса объектива 5. Пластинка 8 устан вл :1вается параллельно 1113cтинке 2. Такой наклон пластинки 8 удваивает расстояние между изооражениями ис; Очниl<3 и 3 то .<е время уравнивает разность хода и астпг:,;;тизм в когерентных пучках. Таким образам, :в лнтерферометре образуется два когерентHüë источника, сдвинутых друг относитель.но друга вдоль, ребер клиньев призм 8: 7.

Соответственно полосы направлены перпендикулярно ребрам клиньев. Смещением призм 8, и 7 Вдоль Оси 1п1чка можно пр:!дать полосам произвольную ориентацию.

Действие;на клонных,пластинок можно пояснить след ющим образом. объектив 5 приемной части:*. на Выходе полу1волновую пластины б, призму Волластон3 7, двоякопрелсмляющую пластинку 8 и поляроид 9. ,Исследуемая среда помещается между объективами 4 п 5, а двоякопоеломляюшне ,пластинки 2 и 8 установлены с возможHocTbI0 наклона к геометрической оси пучка по отношеншо,к напра влгнп!О их крис-.алличсской осп.

Устройство работает следу!Ощих! îî азом.

Направление пропускания поляропдоз 1 и 9 составляет угол 45 с ребрак клиньев призм Волластона 8 и 7, кристаллическ1!е осп пластинок 2 н 8 перпендикулярны ребрам клиньев либо параллельны пм и притом параллельны ме)иду собой; главнь:е направления пласт.ин1<и в Iio;IBoëíû б составляют с ребрами клиньев угол 45 .

Введение в интерферометр наклон Iü:. . двоякопреломляющих,пластинок 2 и 8 ВВОд1!т астигматизм 1в когерентные пучк;1, так как сходящиеся пучки проходят через наклонные пластиHêè и каждый пучок прохо дит одну из пластинок как необыкновенный для нее. Аститматизм будет одинаков для

Обоих пучков, потому что кристаллические оси пластинок параллельны, а пластинка в пол волны меняет местами их плоскости поляризации; пучок, обыкновенный для пластггнки 2, становится необыкновенчым в пластинке 8 и наоборот. Одинаковый астиг.. !атизм B обои.: интерферирующих пуч ах не при зодит и искажениlо интер(1)еренцпснных полос.

Работает:пнтерферометр следующим образом.

Наклон плоской пластинки на уг-.л ь) приводит к смещению изображ:Hия ".a величину

Существенно, что предложен:bill интерферометр может быть реализован с призмами Волластона,,изготовленными из любого материала, например, кристаллического т<вар ца. Таким образом, интерферометр позволяет получить большое ч полос параллельных сдвигу волновых .поверх-:îñтей, и тем самьв! повысить наглядность к3ртины и мвеличить точность измерений.

Формула изобретения

ПГ11 Я 011. а 11 10 н b1 Й 11НТРН Йе1)11<1ето ГA 31 11635395

Составитель A. Медведев

Редактор Н. Коляда Текред А. Кагпышникова КоГ: ектор И. Симкина

Заказ 847/1276 Изд. Мз 732 Тираж 850 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская нзб., д. 4/5

Тнп. Харьк. фил. пред. «Патент» жащий на входе и выходе уcTBHQBëåííûå зеркально полярои|ды и двоякопрелом IHKшие светоделители в виде призм BO;I;IBcToaa, отл.ичающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены по крайней мере гдве двоякопреломляющие пластинки, каждая из которых вырезана из кристалла параллельно его оптической оси и установлена между поляроидом и светоделителем с возможностью,наклона к геометрической оси пучка.

11сточннкн информации, лринятые ва

BH: ма ие при экспертизе:

1. Н. П. М:гхеез. Компенсационные инте рферо: ет р гя в книге «Интерферо метры сдвига>:, Чувашский государственный унпвер-:tò2T пм. П. Н. Ульянова, Чебоксары, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Ь" 391387, кл. G 01 В 9. 02, 1971.