Пропускающая амплитудная осветительнаярешетка для дифракционного интер-ферометра

 

Сфюэ Сееетских

Сецналнстнческих

Реслубллк

ОП ИСАИ ИЕ

ИЗ ОВ РЕТЕ п ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 260479 (21) 2758395/18-10 (53) М. Кл.

G 02 В 5/18 с присоединением заявки Йо— (23) Приоритет—

Государственный коннтет

СССР яо делам нзобретеннй н открытий

Опубликовано 300181 Бюллетень Н9 4 (53) УДК 535.853. .311 (088.8) Дата опубликования описания 300181

1"

1 Ф

В.В.Куинджи, С.A.Ñòðåæíåâ и Н.М.Валясников (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) ПРОПУСКАЮЩАЯ АМПЛИТУДНАЯ ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ

РЕШЕТКА ДЛЯ ДИФРАКЦИОННОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА

Изобретение относится к дифракционным решеткам, в частности к амплитудным дифракцнонным решеткам, используемым вместо входной щели в дифракционном интерферометре, работающие как совокупность равноотстоящих щелей в непрозрачном экране. Интерференционные картины от отдельных щелей, переналагаясь, совпадают, за счет этого яркость результирующей картины по- ® вьааается.

Известна амплитудно-фазовая дифракционная решетка, содержащая систему штрихов треугольного профиля, выполненных в слое прозрачного ор - !5 ганического материала, с нанесенными .на штрихи полосовыми металлическими элементами j1).

Недостатком этой решетки в примене-20 нии к дифракционным интерферометрам ,является то, что пропускающие элементы штрихов являются по существу .миниатюрными призмами, в результате чего основная часть света, преломляясь íà них, отклоняется в сторону, за пределы объектива коллиматора интерферометра, что уменьшает пропускае" моеть решетки, а следовательно, яркость. интерференционных картин.

Известна также пропускающая амплитудная дифракционная решетка, содержащая пропускающую подложку с нанесенными на нее непрозрачными штрихами симметричного профиля, чередующимися с пропускающими участками (2 J.

Недостатком данной осветительной решетки является невозможность одновременного получения хорошего пропускания решетки и высокой когерентности дифрагированного его света, поскольку с уменьшением эффективной ширины пропускающего участка падает пропускание, а при увеличении его убывает когерентность.

Устранение этого недостатка является актуальным, например, при использовании осветительных решеток в дифракционных интерферометрах, применяемых для фотографической регистрации интерференционных картин быстропротекающих газодинамических процессов (обтекания воздухом тел, летящих со сверхзвуковой скоростью, процессов горения и т.д.), где требуется получение ярких и контрастных интерференционных картин. Наличие мощных импульсных лазеров типа ОГМ-20 не устраняет указанного недостатка, поскольку мощность излучения, направляемого

800940 на осветительную решетку, ограничена ее лучевой стойкостью.

Цель изобретения — увеличение пропускания осветительной решетки и когерентности дифрагированного ею излучения.

Поставленная цель достигается тем, что на поверхность решетки нанесено покрытие из прозрачного материала, толщиной, определяемой соотношением:

nBctq(d./2) / 5

g(g„q) 5 "! где S — геометрическая ширина пропускающего участка;

5 — эффективная ширина пропускаю-1э щего участка; угол наклона рабочих граней штрихов к поверхности решетки;

n — коэффициент преломления проз-щ рачного материала покрытия, при этом геометрическая ширина пропускающего участка выполнена в соответствии с соотношением: а

2соб (ц2) где d — период решетки.

На чертеже представлена схема пропускающей осветительной дифракционной З решетки. устройство содержит подложку 1 решетки из прозрачного материала (стекла), непрозрачные штрихи 2 решетки, покрытие 3 из непрозрачного материала, нанесенного на поверхности решетки.

На чертеже обозначены геометрическая ширина AB=S пропускающего участi ка штриха, эффективная ширина А В =S пропускающего участка штриха, угол 40, <К наклона граней штрихов к поверхности решетки, толщина h прозрачного покрытия, расстояние между мнимыми изображением пропускающего участка штриха A B и преломляющей вогнутой поверхностью над ним, качало О координат по оси Z, совпадающее с преломляющей поверхностью покрытия из прозрачного материала, центр Q криI визны преломляющей поверхности, цент-.® ральная точка М пропускающего участка в сечении решетки.

При нанесении покрытия из прозрачного материала методами вакуумного напыления, газоструйным или из раствора с последующими операциями центрифугирования решетки с целью регулирования толщины покрытия и сушки покрытия происходит округление первоначального ."трапецеидального профиля за счет диффузии напыляемого материа-.ф9 ла или сил поверхностного натяжекия, так что поверхность прозрачного покрытия образует цилиндрический мениск.

Поэтому кривизну этой поверхности покрытия над пропускающими участками каж-.Я дого штриха в сечении решетки можно приближенно определить радиусом R равным радиусу R окружности с центром

6, вписанной в трапецеидальный профиль штрихов решетки так, что она касается граней штриха и поверхности пропускающего участка AB в точке М.

Лучи света, идущие от краев пропускающего участка AB преломляются на поверхности прозрачного покрытия 3 тйким образом,что мнимыми изображениями точек А и В являются точки А:В. г (Как видно из построения хода лучей эффективная ширина А В =S пропускающего

1 участка меньше его геометрической ширины 5.Поэтому для получения заданной величины коэффициента когерентности К, соответствующей " = g /,, геометрическую ширину пропускающих участков штрихов можно выполнить для предложенной решетки равной не S,а S причем S>S . Благодаря этому увеличивается в (5/5 )2 раз отиошение светового потока, попадающего через решетку в объектив коллиматора интерферометра.

За счет этого при фиксированной величине коэффициента когерентности К дифрагированного решеткой света в (5/з ) раз возрастает яркость интерференционных картин. При этом про2 пускаемость решетки возрастает в(5/5 )

=4 раза.

Технический эффект от использования предложенной решетки заключается в повышении пропускания и когерентности дифрагированного решеткой излучения, а при использовании ее в качестве осветительной — в повышении контраста и яркости интерференционных картин, получаемых в дифракционном интерферометре.

Формула изобретения

Пропускающая амплитудная осветительная решетка для дифракционного интерферометра, .содержащая подложку из прозрачного материала с нанесенными на ее непрозрачными штрихами дву-. гракного симметричного профиля, чередующимся с пропускающими участками, отличающаяся тем, что, с целью увеличения пропускания решетки и когеренткости дифрагированного ею излучателя, на поверхность решетки каиеееио покрытие иэ прозрачного материала толщиной, определяемой соотношеиием:

llSCtq(k(2) ;-1)

2 (в-1) s /где 5 — геометрическая ширина пропускающего участка, 5 — эффективная ширина пропускающего участка, в(— угол наклона граней штрихов к поверхности решетки, 800940

Составитель В.Ванторин

Техреду Ковалева КорректорМ.Иароин

Редактор A.Äîëèíè÷.

Заказ 10424/63 Тирам,550 Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР но делам иэобретеиий и открытий

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал НПП "Патент", г.укгород, ул.Проектная,4

n — коэффициент преломления прозрачного материала покрытия, при этом геометрическая ширина пропускающих участков штрихов выполнена в соответствии с соотношением:

S=

2со 5 (сЦ 2) где d — - период решетки.

Источники информации, принятые вО внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 447659, кл. G 02 В 5/30, 1978.

5 2. Авторское свидетельство СССР

Ф 141643, кл. G 02 В 5/18, 1961 (прототип).