Способ голографического контролятрехмерного фазового об'екта сдвухкратной экспозицией

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

" К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сртоз Советских

Социалистических

Республик 1 ц838321 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 11.03..79 (2l) 2736172/25-28 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано15.06.81, Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 18.06.81 (5! )М. Кд.

G 01 В 9/021

Ртеуаарственны11 кемнтет

СССР но делам нэабретеннй и етхрытн1 (53) УДК 531.715.. 1 (088.8) (54) СПОСОБ ГОЛОГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

ТРЕХИЕРНОГО ФАЗОВОГО OPbEKTA

С ДВУХКРАТНОЙ ЭКСПОЗИЦИЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для исследования трехмерных фазовых объектов в проходящем свете н может быть использовано при проведении различного рода научных исследований, связанных с изучением плазмы, газовых потоков, ударных волн и пр.

Известен способ голографического контроля фазового объекта с двухкратной экспозицией без рассеивателя, заключающийся в том, что освещают светочувствительную среду плоской опорной и плоской предметной волнами при первой экспозиции, изменяют

15 оптическую длину пути одной из волн и помещают на пути предметной волны контролируемый объект при второй экспозиции, осуществляют химикофотографическую обработку светочувствительной среды, освещают ее опорной волной, регистрируют интерференционную картину в ниде полос и определяют контролируемый параметр L1).

Недостатком этого способа является невозможность трехмерного контроля неосесимметрнчного фазового объекта

:без его поворота, обусловленная тем, что контролируемтй объект просвечивается вдоль только одного направления, совпадающего с направлением распространения предметной волны.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эф4текту к изобретению является способ голографического контроля трехмерного фазо» вого объекта с двухкратной экспозицией, заключающийся в том, что освещают светочувствительную среду источником опорной и источником предметной волн при первой экспозиции, изменяют оптическую длину пути лучей опорной или предметной валтня,.и .помещают контролируемый объект между источником предметной волны и светочувствительной средой при второй экспозиции, осуществляют химико-фотографическую обработку светочувствн838321 (Х-1 (X — 2Р„ХйпВ„) -1 (Х +Ze Х Х)пй ) (хх-26„хь(па,) 1,2„Iõ (2e 2х) хх(пдх-(x(õ)

), Ф) 3 тельной среды, освещают ее опорной волной, регистрируют интерференционную картину и определяют распределение показателя преломпения контролируемого объекта $2)Недостатком известного способа является низкая производительность контроля, обусловленная необходимостью сканирования интерференционной картины 0 при ее наблюдении диафрагмой малых размеров. Кроме того, поскольку предметная волна формируется с помощью рассеивателя, то получаемая интерференционная.картина имеет ярко выраженную пятнистую структуру, что также затрудняет процесс контроля.

Цель изобретения — повьппение производительности измерений. 20 где А и А — амплитуды сферических опоркой и предметной волн соответственно; и 8 — углы между нормалью к по9. верхности светочувствительной среды и отрезками и 6, соединяющими точку светочувствительной среды и точечные источники опорной и предметной волн,соответственно; ь = 266

Х вЂ” координата в плоскости где L — величина изменения оптической длины пути предметной волны;

Ф(Х) — искажение фазы волны, обусловленное контролируемым объектом.

Голограмму, полученную после химико-фотографической обработки светочувствительной среды, освещают источником опорной волны. При этом в +1

Цель достигается тем, что светочувствительную среду при первой экспозиции освещают точечными источниками предметной и опорной волн, расс тояние от которых до св еточувс твительной среды отличается в два раза, а интерференционную картину в виде колец Ньютона регистрируют в +1 дифр акци о ином пор ядк е .

Способ заключается в следующем.

Поскольку при первой экспозиции контролируемый объект отсутствует, а расстояния от точечных источников предметной и опорной волны до светочувствительной среды отличаются в два раза, то распределение интенсивности света в плоскости светочувствительной среды при первой экспозиции описывается выражением светочувствительной ср еды; в ол нов о е число .

Поскольку при второй экспозиции изменяют оптическую длину пути одной из волн, например оптическую длину пути предметной волны, и по— мещают в ходе лучей между источником предметной волны и светочувствительной средой контролируемый фазовый объект, то распределение интенсивности света в плоскости светочувствительной среды при второй экспозиции описывается выражением дифракционном порядке за ней возникают две волны.

Во-первых, плоская волна описываемая уравнением

13 )((2Ь) П61+ & и В о А," е ", (ъ) во-вторых, волна с малой угловой поверхностью, описываемая уравнением

838321 6 объектив 5 смещается вдоль по оптической оси на небольшую величину и вновь регистрируется результат интерференции опорной и предметной волн на ту же фотопластинку 7 при второй экспозиции.

После проведения химико-фотографической обработки фотопластинка (голог рамма) 7 ос в еща етс я только 0 опорной сферической волной, а голографическая интерферограмма в +1 порядке дифракции фиксируется регистратором 8 интерференционной картины.

В силу аксиальной симметрии сферических волн соотношение (5) может быть переписано для случая двухмерной

15 светочувствительной среды, заменой Т1х) ка

Первый член в аргументе косинуса в выражении (5) описывает кольца Ньюто— на а второй — сдвиг колец Ньютона, обусловленный наличием контролируемого фазового объекта. 25

На чертеже приведена принципиальная схема одного из возможных вариантов устройств, реализующих предлагаемый способ.

Формула изобретения

Устройство содержит лазер 1, светоделитель 2, плоские зеркала 3 и 4, объективы 5 и 6, фотопластинку 7 и регистратор 8 интерференционной картины. Объек тивы 5 и 6 ус тановлены

35 так, что точка пер ес ечения их оптических осей (точка М) лежит в плоскости эмульсии фотопластинки .7, а расстояния от задних фокусов объективов 5 и 6 до точки М отличаются в два раза, Объектив 5 установлен с возможностью малых перемещений вдоль по оптической оси.

Способ осуществляется следующим образ ом.

40

Пучок света. от лазера I делится светоделителем 2 на две части, одна из которых после отражения от зеркала

3 поступает в объектив 5, а другая

50 после отражения от зеркала 4 — в объектив 6. Объектив 5 формирует опорную сферическую волну, а объектив 6 предметную сферическую волну, результат интерференции к оторых реги с трируется фотопластинкой 7 при первой экспозиции. Затем контролируемый объект 9 помещается в ходе лучей между объективом 6 и фотопластинкой 7, а

Результат интерференции этих двух волн представляет собой голографическую интерферограмму контролируемого фазового объекта т(хд1, х на +Ри 9(x) Hà ч(м) Использование данного изобретения позволяет повысить производительность контроля трехмерного фазового объекта в связи с тем, что вся голографическая Интерферограмма регистрируется одновременно и не содержит оптических помех в виде пятнистой структуры.

Способ голографического контроля трехмерного фазового объекта с двухкратной экспозицией, заключающийся в том, что освещают светочувствительную среду источником опорной и источником предметной волн при первой экспозиции, изменяют оптическую длину пути лучей опорной или предметной волны, и помещают контролируемый объект между источником предметной волны и светочувствительной. средой при второй экспозиции, осуществляют химико-фотографическую обработку светочувствительной среды,. освещают ее опорной волной, регистрируют интерференционную картину и определяют распределение показателя преломления контролируемого объекта, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности измерений,светочувствительную среду при первой экспозиции освещают точечными источниками предметной и опорной волн, расстояние от которых до светочувствительной среды отличается в два раза, а интерференционную картину в виде колец Ньютона регистрируют в +1 дифракционном порядке.

Ис точники информации, принятые во внимание при экспертизе

I.0ñòðîâñêüé Ю.И. и др. Голографическая интерферометрия М, "Наука"

;1977» е. 153-156, 163-184. (. Там же, с. 156-162 (прототип).

838321

Заказ 4402/54 Тираж 642 Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, Составитель О. Фомин

Редактор Ю. Петрушко ТеехредЛ. Пекарь рр р

Ко екто Н. Швыдкая