Многолучевой интерферометр с боковым входом лучей

 

(72} Авторы изобретения

Ю.Т.Иазуренко и Ю.А.Рубинов (7l) Заявитель (54) ННОГОЛУЧЕВОЙ ИНТЕРфЕРОИЕТР С БОКОВЫИ

ВХОДОИ ЛУЧЕЙ

Изобретение относится к оптической интерферометрии и может быть использовано в спектральных приборах высокого разрешения для повышения монохроматичности излучения, например в дисперсионных резонаторах лазерных спектрометров.

Известны интерферометры с боковым входом лучей, содержащие отражательную пластинку постоянной толщины, расположенную под большим углом к падающему входному излучению El3.

Недостатком таких устройств является значит лько увеличенная по сравнению со входной апертурой апертура выходного пучка, требующая применения специальных устройств для совмещения лучей и обеспечения их интерференции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является многолучевой интерферометр с боковым входом лучей, содержащий наклонную плоскопараллельную пластинку с частич2 но отражающей поверхностью и плоский отражатель (2).

В известном устройстве совмещение лучей и их интерференция осуществляется в фокальной плоскости линзы, установленной на выходе устройства.

При этом, если анализируемое излучение содержит несколько спектраль-, ных компонентов, то контрастность интерференционной картины, обуслов ленной одной частотой спектра, будет мала ввиду наложения излучения остальных неинтерферирующих частот спектра. Это приворит к необходимости дополнительной монохроматизации

35 излучения для повышения контрастности и увеличения отношения сигнал/шум, что достигается путем усложнения оптической схемы.

Цель изобретения - повышение контрастности, увеличение отношения сигнал/шум и упрощение конструкции устройства.

9399

Формула изобретения

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем плоскопараллепьную прозрачную пластинку с частично отражающей поверхностью и плоский отражатель, пластинка со стороны входа луча имеет полностью отражающую поверхность, а отражатель установлен Ilo ходу луча

3а пластинкой перпендикулярно оптической оси. 10

Повышение контрастности и увеличение отношения сигнал/шум достигается в отраженном свете эа счет пространственного разделения направлений распространения излучения - сиг нала и излучения — шума, при этом также отпадает необходимость до1юл,нительной монохроматизации излучения.

На чертеже приведена функциональная схема многолучевого интер, ферометра с боковым входом лучей.

Интерферометр содержит наклонную плоскопараллельную прозрачную плас;тину 1 с двумя отражающими покрытиями 2 и 3 и плоский отражатель 4. При этом покрытие пластинки 2 выполнено полупрозрачным, покрытие 3 является полностью отражающим, а 5 и 6 — направления входа и выхода лучей.

Интерферометр работает следующим образом.

Падающий на пластину 1 луч, попадая на поверхности 2 и 3 внутри пластинки,многократно отражается от них и расщепляется на пучок коллинеарзз ных невзаимодействующих лучей, выходящих из пластинки в сторону частично прозрачной поверхности 2. Для всего пучка на фиксированной длине о волны излучения разность фаз между любой парой соседних лучей одна и та же. Выходящий из пластинки 1 пучок лучей попадает на плоский отражатель

4 и, отразившись от него вновь поУ

М падает на. пластинку 1. При этом в обратном ходе лучей внутри пластинки после отражения от поверхности 3 соседние лучи пучка совмещаются, и дальнейшая эволюция пучка определяется фазовыми соотношениями взаимодействующих лучей. При выполнении условия 4dcos с(= k Х (где Ь и d толщина и угол наклона пластинки, - длина волны излучения,k - порядок интерференции) формируется один обратный луч, амплитуда которого равна сумме амплитуд лучей пучка, распространяющийся по направ

33 ф пению 5 входного луча. Дпя длин волн

Л„, отличающихся от А „ указанное условие не выполняется, амплитуды лучей пучка не суммируются; в результате происходит отражение пучка

:лучей в HanpassleHHH 6.

Таким образом достигается пространственное разделение направлений распространения излучений с длинами волн Х„ и Х, что приводит к увеличению контрастности картины интерференции и к увеличению отношения сигнал/шум. Если на интерферометр падает параллельный пучок лучей диаметром Д, содержащий излучение с двумя монохроматическими компанентами Х1 и А равной интенсивности, одна из которых является сигналом, а другая - шумом (причем разность „ — А, равна половине постоянной (интерферометра), то на выходе интерферометра формируется параллельный пучок лучей того же диаметра

Д, в котором соотношение интенсивности компонент сигнал/шум и контрастность интерференционной картины равны величине x=(l+R„R<) (1Я, l

R„R ), где К„и R - коэффициенты отражения поверхностей пластин.

Для случая К„= 0,5, R = 1 величина х в 9 раэ больше, чем у известного. I

3а счет повышения контрастности и увеличения отношения сигнал/шум предлагаемый интерферометр обладает по сравнению с известным повышенной селектирующей способностью, что исключает необходимость дополнительной монохроматизации, усложнения оптической схемы, позволяет использовать

его также в параллельном пучке лучей и расширить область применения.

Иноголучевой интерферометр с боковым входом лучей, содержащий наклонную ппоскопараллельную пластинку с частично отражающей поверхностью и плоский отражатель, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения контрастности, увеличения отношения сигнала. к шуму и упрощения конструкции, пластинка со стороны входа луча имеет полностью отражающую поверхность, а отражатель установлен по ходу луча за пластинкой перпендикулярно к оптической оси.

5 939933 6

Источники информации, кои. М, Машиностроение, 97, II 197Ь принятые во внимание при экспертизе с. 19-32.

1 Васильев Л.А. Ершов И.В. Ин- 2. Скоков И.В. Многолучевые инй 1969 с. 9-13. терферометр с дифракционной решет- терферометры. И., 1969, с. 9- 3.

Составитель А.Медведев

Редактор А.фролова Техред I.KàcòåäåBè÷ Корректор А Азятко

Заказ 4649/59 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4