Интерферометр для исследования прозрачных неоднородностей
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сеюэ Советских
Социалистических
Республик
С 01 В 9/02 Гесуяарственнмй кеинтет СССР пе дал ни нЗебрйтснна н еткрмтнй Опубликовано О l0133, Бюллетень Не1 33}УДК 535.811 (088.8) Дата опубликования описания 0701ЯЗ (72) Автор изобретения В.П. Борисов Чувашский государственный университет и я И.Н. Ульянова . (71 ) Заявитель (54} ИНТЕРФЕРОИЕТР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЗРАЧНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ Изобретение относится к измерительной технике, в частности к интерференцконным оптическим приборам для изучения свойств прозрачных сред по распределению нх показателя преломления, например, в физике горения или ниэкотеипературной плазме. Известны интерференционные прибо- . ры Майкельсона, Маха-Цендера, широко применяемые при исследовании оптических неоднородностей в газовых средах, обеспечивающие возможность регистрации возмущений коэффициента преломления среда по интерферограм.мам выходного излучения. Распределение показателя преломления получают. после математической обработки полученных,интерферограмм(1). .Существукшие методы математической обработки включают решение интегрального уравнения Абеля приближенными методаик. Однако прк обработке результатов измерений возникают погрешности, связанные с апроксимацкей функции, неточностъю обработки интерферограмм и отклонением объекта от идеализированной модели. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является интерферометр для исследовання прозрачных неоднородностей, содержащий источник света, системы -полупрозрачных пластик и зеркал, формирующих опорные и рабочие пучки,све» товод, установленный в рабочем пучке, экран с отверстием и фоторегнстратор (,2). Недостатками известного устройства являются большая сложность и низкая точность измерений пространственного распределения показателя преломления в исследуема объекте. Цель изобретения — упрощение и повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устррйстве для исследования .прозрачных неоднородностей, содержащем источник света, скстеайполу,прозрачных пластин и зеркал, форми 20 рующих рабочий и опорный пучки, световод, установленный в рабочем пучке, экран с отверстием и фоторегистратор, световод установлен с возможностью движения вдоль рабочего 25 пучка через исследуемую неоднородность. На чертеже изображена функциональная схема интерферометра. Интерферометр содержит источник 1 З0 света, светоделительные пластины 2, 987379 зеркала 3, экран 4 с отверстием, фотоумножитель 5 и световод 6, способный с помощью перемещающегося устройства двигаться вдоль направления рабочего луча через исследуемый объект 7. Луч от когерентного источника 1 света, например лазера, раздваивается с помощью светоделительной пластины 2 на рабочий и опорный лучи. Система зеркал 3 за пределами рабочего пространства вновь сводит лучи вместе, а сведенный луч через отверстие экрана попадает на фоторегистратор. Рабочий луч проходит через световод 6, располагающийся перед измерением вне исследуемого объекта 7. Устройство работает следующим образом. При движении вдоль направления рабочего луча световод 6 проникает в исследуемую среду 7, замещая при этом путь с неизвестным показателем преломления в исследуемой среде на равный, геометрически, в окружающей среде с известным показателем преломления. 3а счет разной скорости света в окружающей и исследуемой средах, оптическая длина пути рабочего луча при этом непрерывно меняется и на выходе интерферометра световой поток описывается периодической функцией показатель преломления исследуемой среды в измеряемой области - zqHHa волны источника света; показатель преломления окружающей среды; перемещение световода на один период; \ — целое, кратное числу прохождений рабочего луча через исследуемую среду. где и О t где ф — световой поток на выходе интерферометра; ф — максимальный световой поо ток; текущее значение фазы рабочего луча; значение фазы опорного луча. При изменении оптической длины рабочего луча на длину волны, световой поток на выходе описывается полной периодической функцией. Подсчет показателя преломления производится по формуле Подсчет показателя преломления по осциллограмме заключается в определении длительности периода, подсчете перемещения световода за этот период и производится по формуле 0, 63 ° 1 (Г4И д ав Ч длительность периода на осциллограмме, мм; масштаб развертки осциллографа, с/мм; скорость перемещения световода, м/с; длина волны лазера; постоянна прибора. щ где а Применение зондирования исследуемого объекта перемещающимся светово2О дом позволяет получить интерференционную картину распределения показателя преломления непосредственно: на всем протяжении движения световода. К достоинствам устройства следует 25 отнести простоту обработки информации и применимость его для иСследования объектов сложных форм. Выполнение световода в виде тонкого .прозрачного стержня или трубочки позволяет О проводить измерения практически беэ возмущения. Устройство не требует дорогостоящих оптических деталей, а применяемые — обладают малыми размерами, что приводит к сокращению габаритов, повыаению вибростойкости и надежности, снижению требований к точности изготовления узлов и снижению стоимости измерений. Формула изобрЕтения Интерферометр для исследования прозрачных неоднородностей, содержа щий источник света, системы полупрозрачных пластин и зеркал, формирующих рабочий и опорный пучки, световод, установленный в рабочем пучке, gp экран с отверстием и фоторегистратор, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности измерений, световод установлен с возможностью движения вдоль 5 рабочего пучка через исследуемую неоднородность. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Климкин В.Ф., Папырин A.Í., Солоухин P.È. Оптические методы регистрации быстропротекающих процессов. Новосибирск, "Наука", 1980, с. 40. 2. Патент Франции Р 1547755, кл. G 01 В 9/02, 20.10.67. 987379 Составитель А. Медведев Редактор A. Иишкина Техред М, Костик Корректор О. Билак Заказ 10277/25 тра 600 Под исное ВНИИПИ Государственного комитета "СССР но делам изобретений и открытий 113035, Москва, Л-35, Рауиская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
