Способ интерференционных измерений изменений объекта
ИСАН
E О П
ИЗОБРЕТЕН И Я
Союз Советских
Социалистических
Республик
<">784460
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.07.79 (21) 2789478/18-25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 23,01.82. Бюллетень № 3 (45) Дата опубликования описания 23.01.82 (51) N Кл з G О1 В 9/05
Государственный комитет
СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 772.99 (088.8) (72) Авторы изобретения
H. Г. Власов, С. Г. Галкин и Э. Г, Семенов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
ИЗМЕНЕНИЙ ОБЪЕКТА
Изобретение относится к интерференционныМ измерениям на основе голографии и предназначено для измерения изменений диффузно отражающих объектов в случае когда необходимо повысить в 2 — 14 раз чувствительность измерений по сравнению с известными способами голографической интерферометрии диффузно отражающих объектов.
Аналогом изобретения является известный двухэкспозиционный способ голографической интерферометрии (11, в котором объектным и опорным пучками записывают голограмму измеряемого объекта до и после приложения деформирующей нагрузки и по интерференционным полосам на восстановленном изображении объекта судят об изменении, происшедшем с измеряемым объектом. Недостатком способа-аналога является ограниченная чувствительность.
Указанный недостаток устранен в способе интерференционных измерений изменений объекта, заключающемся в том, что объектным и опорным пучками записывают голограмму сфокусированного изоб.ражения измеряемого объекта, совмещают изображения, восстановленные в различных порядках дифр акции освещающего голограмму излучения, и по интерференционным полосам на совмещенных восстановленных изображениях судят об изменении, происшедшем с измеряемым объектом (2). Названный способ является прототиS пом изобретения.
Недостатком способа-прототипа является ограниченная область применения, включающая в себя только фазовые объекты также ограниченного вида. Ограничение на вид объекта заключается в том, что освещение объекта должно производиться коллимированным пучком лазерного излучения, причем коллимированный пучок пос15 ле прохождения через измеряемый объект, находящийся в первоначальном состоянии, должен сохранять плоский волновой фронт. Такому условию удовлетворяют в основном Бевозмущенные аэро- и гидродинамические (т. е. однородные) среды, ограниченные алоскими оболочками HJIH стенками оптического, качества. Ожлонение волнового фронта от плоского должно вызываться только исследуемым изменением состояния измеряемого объекта, иначе оно приведет к ошибке в результатах измерений.
Целью изобретения является обеспечение возможности измерения изменений диффузно отражающих объектов.
784460
Поставленная цель достигается тем, что в способе интерференционных измерений объекта, заключающейся в том, что объектным и опорным пучками записывают голограмму сфокусированного изображения объекта, совмещают изображения, восстановленные в различных порядках дифракции освещающего голограмму излучения, и по интерференционным полосам на совмещенных восстановленных изображениях судят об изменении, происшедшем с измеряемым объектом, после изменения состояния объекта объектным пучком восстанавливают с голограммы опорный пучок, осуществляют оптическую фильтрацию восстановленного опорного пучка и за писывают его .на вспомогательную голограмму, с которой затем восстанавливают и совмещают изображения в различных порядках дифракции освещающего излучения. Операцией восстановления голограммы объектным пучком, выполняемой после изменения, происшедшего с исследуемым объектом, достигают переноса изменения .фазы из случайного (по пространственным координатам) объектного пучка в регулярный, гомоцентрический (т. е. коллимированный, сходящийся в точку или расходящийся из нее) опорный пучок. Изменение фазы восстановленного опорного пучка (а следовательно и его отклонение от гомоцентричности) определяется в этом случае только изменением, происшедлим с восстанавливающим объектным пучком, и сооТветственно изменением самого объекта.
Операция оптической фильтрации позволяет очистить восстановленный опорный пучок от рассеянного диффузно когерентного излучения, также восстанавливающего вместе с опорным пучком. Другое назначение операции оптической фильтрации — получение на выходе голографической системы восстановленного опорного пучка, близкого к коллимированному. Таким образом, на выходе голографической системы первоначальному состоянию объекта соответствует коллимированный опорный пучок, а измененному состоянию объекта — измененный по сравнению с первоначальным, восстановленный опорный пучок, изменение фазы в котором определяется изменением, происшедшим с объектом, Следующая операция — запись восстановленного (после изменения состояния объекта) опорного пучка на вспомогательную голограмму. Полученная согласно предложенному способу вспомогательная голограмма по своим свойствам полностью аналогична голограмме, получаемой в способе-прототипе, что позволяет применить к ней операции способа-прототипа, и получить на восстановленном изображении йнтерферограмму, позволяющую проводить измерения с повышенной чувствительностью.
На чертеже изображена принципиальная оптическая схема записи вспомогательной голограммы.
Луч лазера 1 делится светоделителями
Формула изобретения
Способ интерференционных измерений изменений объекта, заключающийся в том, что объектным и опорным пучками записывают голограмму сфокусированного изображения объекта, совмещают изображения, восстановленные в различных порядках дифракции освещающего голограмму излучения, и по интерференционным полосам на совмещенных восстановленных изображениях судят об изменении, происшедшем с измеряемым объектом, о т л ич а ю шийся тем, что с целью обеспечения возможности измерений диффузно отражающих объектов, после изменения состояния объекта объектным пучком восстанавливают с голограммы опорный пучок, осуществляют оптическую фильтрацию
2, 3 на объектный, формируемый линзой 4, и опорные пучки, отражающиеся от светоделителя 3 и зеркала 5. Объектный пучок
10 освещает диффузно отражающий объект 6
t изображение которого проектируется объективом 7 в плоскость голограммы сфокусированного изображения 8. Гомоцентрический опорный пучок 9 (по чертежу сходящийся) формируется линзами 10 и 11. Согласно изобретению после приложения к объекту деформирующей нагрузки объектным пучком восстанавливают опорный пучок и фильтруют его от диффузно рассеянного излучения с помощью отверстия в непрозрачном экране 12. Далее объективом
13 коллимируют отфильтрованный опорный пучок и записывают его на вспомогательную голограмму 14 с новым опорным пучком, который направляется на голо25 грамму 14 через объектив 16 зеркалом 15.
Вспомогательную голограмму 14 записывают как голограмму сфокусированного изображения, переотражая объективом 13 плоскость голограммы 8 на вспомогательЗО ную голограмму 14. Как уже отмечалось, полученная согласно предложенному способу вспомогательная голограмма 14 по своим свойствам полностью аналогична голограмме, получаемой в способе-прототи35 пе, что позволяет применить для ее обработки известные операции способа-прототипа: совмещение изображений, восстановленных в различных порядках дифракции освещающего голограмму излучения, и оп40 ределение изменения, происшедшего с измеряемым объектом, по интерференционным полосам на совмещенных восстановленных изображениях.
784460
Составитель А, Антелава
Техред Л. Куклина
Корректор С. Файн
Редактор О, 1Оркова
Заказ 29/37 Изд. ¹ 103 Тираж 613 11одписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5
Тип. Харьк. фил. пред. «Патент> восстановленного опорного пучка и запи"сывают его на вспомогательную голограмму, с которой затем восстанавливают и совмещают изображения в различных порядках ди фракции освещающего излучения.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Островский Ю. И. и др. Голографическая интер ферометрия, М,, «Наука», Ь 1977, с. 122.
2. Там же, с. 194 (прототип).
