Широкопольный сканирующий интерферометр

 

"" -" ""* О П И С А Н И Е

l»)972253 "яиивлистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.05.81 (21) 3294128 18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К..

G 01 J 3/26

Гасударственный немнтет

Опубликовано. 07.11.82. Бюллетень № 41 (53) УДК 535.853 (088.8) по делам нзобретеннй н аткрмтий

Дата опубликования описания 17.11.82 (72) Авторы изобретения

Л. В. Егорова и A. С. Стиденкина (71) Заявитель (54) ШИРОКОПОЛЬНЫЙ СКАНИРУЮШИЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР

Изобретение относится к технической физике, а именно к интерференционным спектральным приборам, и может быть использовано в качестве основы для Фурьеспектрометра, предназначенногo для исследования широкого класса спектров слабых источников 33 видимой H инф13ак13асной областях.

Известен широкополосный сканирующий интерферометр, содержащий светоделитель, концевые зеркала и компенсирующий элемент. При этом последний выполнен в виде пары клиньев, ориентированных в противоположные сгороны. Один из клиньев является подвижными.

Однако необходимость синхронного смещения в процессе сканирования двух элементов схемы — компенсирующего клина и концевого зеркала — в различных направлениях и с разными линейными скоростями существенно затрудняет практическую реализацию широкопольных сканирующих интерферометров, построенных на схемах такого рода.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является широкопольный сканирующий интерферометр, содержащий светоделитель, оптически связанные с ним зеркала и подвижный компенсирующий элемент. В нем компенсирующий элемент выполнен в виде подвижного клина, задняя грань которого одновременно является концевым зеркалом интерферометра (2) .

Недостатком этого интерферометра является малая величина разрешающей способности и сложность конструкции. Малая величина разрешающей способности связана с тем, что перемещение клина на значительное расстояние вносит лишь небольшую разность хода между интерферирующими пучками.

Цель изобретения — увеличение разрешающей способности интерферометра при одновременном упрощении его конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в широкопольном сканирующем интерферометре, содержащем светоделитель, оптически связанные с ним зеркала и подвижный компенсирующий элемент, подвижный компенсирующий элемент выполнен в виде пары одинаковых клиньев с одной отражающей гранью, ориентированных вершинами в про972253 вым пучком в направлении выхода интерферометра.

В начальный момент времени длина хода лучей в воздухе и стекле для обоих плеч одинакова и разность хода равна нулю. При смещении пары клиньев в направлении, показанном на фиг. 1 стрелкой, вносится разность хода между. интерферирующими лучами за счет увеличения длины пути в воздухе во втором (верхнем на фиг. 1) пучке при одновременном уменьшении длины первого (нижнего) плеча. При этом в верхнем плече увеличивается и толщина слоя стекла, проходимого лучами. В нижнем плече она соответственно уменьшается таким образом, что состояние компенсации изменении разности хода по полю

50 тивоположные стороны и оклеенных друг с другом по плоскости отражающих граней, установлен между зеркалами и оптически связан с ними.

На чертеже представлена оптическая схема широкопольного сканирующего интерферометра.

Все оптические элементы лежат в одной плоскости. На входе интерференционного устройства расположен светоделитель 1, состоящий из двух плоскопараллельных плас- 10 тин равной толщины. На одной из двух внутренних плоскостей нанесено светоделительное покрытие. Плоскопараллельная пластина без покрытия служит для компенсации длины хода в стекле пучков лучей верхнего канала. Плоские зеркала 2 — 4 удалены от светоделителя таким образом, что длина хода пучков в воздухе от светоделителя до клиньев 5 и 6 одинакова для обоих каналов.

Между зеркалами 3 и 4 установлена пара одинаковых клиньев, ориентированных вершинами в противоположные стороны.

Внутренние, обращенные друг к другу грани клиньев алюминировайы, а затем склеены таким образом, что главные сечения клиньев параллельны. 25

Интерферометр работает следующим образом.

Параллельный пучок лучей разделяется светоделителем 1 на два. Отразившийся от светоделителя пучок отражается затем от зеркал 2 и 3 и падает на клин, задняя алюI минированная грань AA которого перпендикулярна преломленному в кли не световому пучку, поэтому, отразившись от грани АА, пучок возвращается к светоделителю в автоколлимации. 35

Второй пучок, прошедший светоделитель

1 насквозь, отразившись от зеркала 4 и задней грани клина 6, интерферирует с пер для наклонных пучков лучей непрерывно поддерживается в процессе сканирования, так как мнимые изображения плоскости

АА в обоих плечах совпадают между собой при любом значении разности хода.

Поскольку в данном устройстве оба концевых отражателя участвуют в сканировании по разности хода, то реализуемая разрешающая способность в два раза больше при одном и том же смешении подвижного элемента, чем в известном интерферометре.

Кроме того, ошибки направляющих механизма сканирования, вызывающие заклоны общей для двух плеч зеркальной гра/ ни АА, полностью компенсируются, поскольку одинаково сказываются на ориентации интерферирующих волновых фронтов.

Таки.ч образом, в двухлучевом широкопольном сканирующем интерферометре удваивается величина разрешающей способности при заданном перемещении механизма сканирования, а ошибки последнего не влияют на контраст интерференционной картины на выходе сканирующего интерферометра и, следовательно, не уменьшают величину сигнала.

Это позволяет построить на основе предлагаемого интерферометра бортовой сверхсветосильный Фурье-спектрометр, обладающий полем зрения в 20 — 40 при разрешающей способности порядка 1Оз — 104 в видимой, ближней и средней ИК-областях.

Формула изобретения

Широкопольный сканирующий интерферометр, содержащий светоделитель, оптически связанные с ним зеркала и подвижный компенсирующий элемент, отличающийся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности при одновременном упрощении конструкции, подвижный компенсирующий элемент установлен между зеркалами, оптически связан с ними и выполнен.в виде пары одинаковых клиньев с одной отражающей гранью, ориентированных вершинами в противоположные стороны и соединенных друг с другом по плоскости отражающих граней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мерц Л. Интегральные преобразования в оптике. 1969, «Мир», с. 42.

2. Ring J. at all. А field compensated

Michelson spectrometers — — «AppL0pt», ч. 1!

Мю 3, 972, р. 507.

972253

Составитель A. Качанов

Редактор H. Кешеля Техред И. Верес Корректор А. Ференн

Заказ 7880 28 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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