Голографическое устройство для измеренияпараметров микрооб'ектов

 

< 824112

Союз Советскнк

Социалкстическкк

Реслублик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.07.79 (21) 2796177/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл з

G03H 1/04

Гееуддрственлый кем»тет

СССР лв делам »зеерете»и»

» еткрытий

Опубликовано 23.04.81. Бюллетень № 15 (53) УДК 772.99 (088.8) Дата опубликования описания 25.04.81

72) Авторы (54) ГОЛОГРАФИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ МИКРООБЪЕКТОВ

Изобретение относится к голографической технике, а точнее к голографической микроскопии.

Известны голографические микроскопы, предназначенные для измерения параметров исследуемых микрообъектов по их голографическим изображениям, содержащие источник когерентного излучения, схему записи с предварительным увеличением и восстановления голограммы исследуемых микрообъектов, а также проецирующую оптическую систему (систему наблюдения), например окуляр, который можно перестраивать по глубине и перемещать tio полю зарегистрированной сцены (lj.

Известны также устройства для измерения объемных распределений микрочастиц (дисдрометры) по их действительным голографическим изображениям, содержащие источник когерентного излучения, схему записи с предварительным увеличением и восстановления голограммы исследуемых микрочастиц и проецирующую оптическую систему, например на мишень телевизионной системы (21.

Недостатком известных устройств является большая погрешность измерения параметров исследуемых микрообъектов по

2 . глубине зарегистрированной сцены, обусловленная в основном невысокой точностью наведения на нужную плоскость сечения и шумами расфокусированных изображений микрочастиц, находящихся вблизи исследуемого сечения зарегистрированной объемной сцены.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является голографическое устройство, которое применяется для изучения внутренней структуры водоросли диатомеи, содержащее источник когерентного излучения, схему записи с предварительным увеличением, схему восстановления голограммы исследуемых микрообъектов, диффузный экран, расположенный в области локализации восстановленного изоб1 ражения, и проецирующую оптическую систему. Данное устройство позволяет после регистрации голограммы микрообъектов изучать их действительное изображение послойно, просматривая последовательно все сечения зарегистрированной объемной сцены на диффузном экране (3).

Недостатком известного устройства является необходимость перемещения голограммы на стадии восстановления (отно824112 сительно восстанавливаюшего пучка) для последовательного наблюдения на диффузном экране различных сечений зарегистрированной объемной сцены, что вносит сушественную погрешность при измерении параметров исследуемых микрообъектов.

Цель изобретения — повышение точности измерения параметро микрообъектов.

Указанная цель достигается тем, что в известное голографическое устройство для измерения параметров микрообъектов, содержащее источник когерентного излучения, схему записи с предварительным увеличением, схему восстановления голограммы исследуемых микрообъектов, диффузный экран, расположенный в области локализации восстановленного изображения, и проецируюшую оптическую систему, экран выполнен в виде системы последовательно установленных жидкокристаллических пленок, каждая из которых подключена к коммутатору.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит истсчник 1 когерентного излучения (лазер), светоделитель 2, конденсор 3, исследуемый микрообъект 4, микрообъективы 5 и 6, фотопластинку (голограмму) 7, непрозрачный экран 8, систему 9 жидкокристаллических пленок с электрически управляемой прозрачностью, проецируюшую оптическую систему (окуляр) 10 микрофотонасадку (фотоаппарат) 11 и коммутатор 12.

Устройство работает следующим образом.

Луч лазера 1 делится светоделителем 2 на сигнальный 1 и опорный 11. Сигнальный луч освещает через конденсор 3 исследуемый микрообъект 4, а микрообъектив 5 создает его увеличенное действительное изображение, которое вместе с опорным пучком, образованным микрообъективом 6, регистрируется на фотопластинке 7. После фотохимической обработки полученную голограмму 7, повернув на 180, устанавливают на место экспонирования, что позволяет для восстановления действительного голографического изображения исследуемого микрообъекта использовать прежний опорный пучок 11 (сигнальный пучок 1 при этом перекрыт непрозрачным экраном 8). В области локализации действительного изображения исследуемого микрообъекта, восстанавливаемого с голограммы, расположена система жидкокристаллических пленок с электрически управляемой прозрачностью 9. Причем в обычном состоянии система прозрачна для используемого излучения, а при подаче напряжения на соответствующую пленку она становится диффузной. Управляя прозрачностью пленок с помощью коммутатора 12, можно поочередно просматривать все необходимые сечения действительного голографического изображения исследуемого микрообъекта, регистрируя их, наприм р на фотопленку с помощью окуляра и микрофотонасадки либо с помощью фотоаппарата 11.

Расположение в известном устройстве в области локализации действительного

5 голографического изображения диффузного экрана, выполненного в виде системы последовательно расположенных жидкокристаллических пденок с электрически управляемой прозрачностью, позволяет известному устройству сообщить ранее не присущие ему качества. Существенно повышается точность измерения параметров исследуемых микрообъектов по получаемым с использованием предлагаемого устройства иХ действительным голографическим изображениям, поскольку для поиска отдельных сечений в исследуемом объеме не требуется перемешение ни голограммы, ни диффузного экрана, так как фокусировка на требуемое сечение осуществляется автоматически с помошью- коммутатора. Кроме того, несфокусированные изображения микрообъектов, находящихся вблизи изучаемого сечения, не вносят существенных помех, так как все пленки, кроме коммутируемой, прозрачны для используемого излучения.

Изготовлен и испытан макет предлагаемого устройства, в котором экран выполнен в виде стопы из 10 жидкокристаллических пленок с жидким кристаллом МББА, помезо шенных между стеклянными, пластинами толщиной 1 мм, с нанесенным на них электропроводяшим покрытием SnO которые подключены к коммутатору. Наблюдение и фоторегистрация воспроизводимого изображения голографируемого микрообъекта в фиксированных плоскостях, положение которых задается коммутатором, осушествляется путем подачи напряжения на соответствуюшую жидкокристаллическую пленку.

Так как положение этих плоскостей стабильно с точностью 1 мкм, то имеет место

4о повышение точности измерений.

Формула изобретения

Голографическое устройство для измерения параметров микрообъектов, содержашее источник когерентного излучения, схему записи с предварительным увеличением, схему восстановления голограммы иссле50 дуемых микрообъектов, диффузный экран, расположенный в области локализации восстановленного изображения, и проецируюшую оптическую систему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров микрообъектов, экран выполнен в виде системы последовательно установленных жидкокристаллических пленок, каждая из которых подключена к коммутатору.

824i12

Составитель A. Силаева

Редактор Г. Волкова Техред A. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 2105 67 Тираж 506 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Оптическая голография. Практические применения. Под ред. В. М. Гинзбург и

Б. М. Степанова. «Советское радио», 1978, с. 100 — 121.

2. Применение лазеров. Перев. с англ. под ред. В. П. Тычинского, «Мир», 1974, с. 34 — 43.

3. Ellis G. W. Holomicrography: transformation of image during reconstruction

apostariory, «Science», 1966, 154, р. 1195.