Оптический затвор для записи голографического изображения Российский патент 2024 года по МПК G03B9/08 G03H1/02 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к оптическим затворам, и может быть использовано в установках для неразрушающего контроля.

Известны оптические затворы ручные и электронные, перекрытие светового потока в которых осуществляют различными видами шторок, которые представляют собой полуплоскость (см. Оптическая голография. Под ред. Г. Колфилда. - М.: Мир, 1982 - Т. 1 - 376 с.).

Общим недостатком этих устройств является отсутствие возможности сохранения максимальной освещенности отверстия диафрагмы до момента полного перекрытия светового потока, что ухудшает качество голографического изображения поверхности изделия.

В качестве прототипа выбран оптический затвор в светонепроницаемом корпусе, содержащем подпружиненную диафрагму, в котором шарнирно установлена ось, на которой закреплена диафрагма с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси затвора (см. патент РФ №1704130, МПК G03B 9/10, опубл. 1992 г.).

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности осуществления программируемой выдержки и сохранения максимальной освещенности отверстия диафрагмы до момента полного перекрытия светового потока шторками, что ухудшает качество голографического изображения.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении качества процесса записи голографического изображения объекта путем устанавливания программируемых выдержек.

Поставленная задача достигается тем, что в оптическом затворе для записи голографического изображения, содержащем светонепроницаемую оправку с центральными отверстиями и установленную в них соосно с оптической осью диафрагму, оправка состоит из двух частей, выполненных в виде дисков, закрепленных на цапфе с помощью винтов, регулирующих положение оправки в вертикальной плоскости по углу отклонения от нее, цапфа закреплена на пластине, установленной на столике, включающем накатку, служащую для установки оправки по высоте и фиксируемую установочным винтом, столик соединен с шаровой опорой, предназначенной для регулировки оправки по шести степеням свободы: трем поступательным и трем вращательным, с крышкой и подставкой, скрепленными друг с другом, регулировочный винт для продольной подачи смонтирован на стойках, закрепленных на столике, шестерня, установленная на держателе, размещенном под диафрагмой, и связанная с валом двигателя, контактирует с зубчатым сектором, установленным на секторе диафрагмы, содержащей шторки в центральном отверстии.

Технический результат заключается в повышении качества голографического изображения в процессе неразрушающего контроля обработанной поверхности изделия.

Сущность изобретения поясняется рисунком, на котором изображена схема оптического затвора для записи голографического изображения.

Оптический затвор содержит светонепроницаемую оправку 1, состоящую из двух частей, выполненных в виде дисков из сплава Д16Т, имеющих центральные отверстия, цапфу 2, прижим 3, пластину 4, стойки 5 и 6, крышки 7 и 8, винт 9 для регулировки продольной подачи оправки 1, пластину 10, регулировочные винты 11 для регулировки оправки 1 в вертикальной плоскости по углу отклонения от нее, сектор 12, зубчатый сектор 13, держатель 14, столик 15, накатку 16, шаровую опору 17 для регулировки оправки 1 по шести степеням свободы: трем поступательным и трем вращательным, крышку 18, подставку 19, шестерню 20, вставленную в центральное отверстие оправки 1, винты 21-25, установочный винт 26, шайбу 27, пружину сжатия 28 и двигатель 29. В диафрагму 30, размещенную в центральных отверстиях оправки 1 соосно с их оптической осью, встроены шторки 31. Под диафрагмой 30 размещен держатель 14, поддерживающий вал двигателя 29, связанный с шестерней 20, посредством зубчатого сектора 13 контактирующей с сектором 12, установленным на диафрагме 30 для зацепления шестерни 20 и зубчатого сектора 13.

Оправка 1 с помощью винтов 11, регулирующих ее положение в вертикальной плоскости, закреплена на цапфе 2, которая закреплена винтами 23 на пластине 4, установленной на столике 15, включающем накатку 16 внутри него, которая служит для установки оправки 1 по высоте и фиксируется установочным винтом 26. Столик 15 соединен шаровой опорой 17 с крышкой 18 и подставкой 19, скрепленными друг с другом винтами 24. Два прижима 3 на двух винтах 22 установлены на оправке 1 для закрепления внутренних частей диафрагмы 30. Пластина 10, крышки 7 и 8, размещенные на стойках 5 и 6, являются элементами устройства для монтажа регулировочного винта 9 для продольной подачи.

Работа оптического затвора осуществляется следующим образом.

Оптический затвор устанавливают перед лазерной установкой (на рисунке не показан) таким образом, чтобы световой пучок проходил через центр круглого отверстия диафрагмы 30. Юстировку производят при помощи регулировочных винтов 11 и шаровой опоры 17. Во время продольной подачи оправки 1 при помощи регулировочного винта 9 оправка 1 одновременно приобретает вращательное движение по углу отклонения от вертикальной плоскости.

На электронном блоке (на рисунке не показан), подключенном к двигателю 29, устанавливают значение нужного временного интервала от 1 до 60 с или от 1 до 60 мин. Включают электропитание двигателя 29 от сети через выпрямительный блок (на рисунке не показан). Вал двигателя 29 поворачивается на угол (2/3)π. Зубчатый сектор 13, соединенный с приводом (на чертеже не указан, использован привод шторок от фотоаппарата Смена Символ) шторок 31, осуществляет поворот привода на угол (2/3)π. В результате этого поворота происходит разъединение шторок 31 и круглое отверстие диафрагмы 30 открывается полностью. Время открытия и закрытия отверстия диафрагмы 0,85 с. Время открытия и закрытия шторок 31 достаточно мало. Сделать его более коротким технически не представляется возможным. По отношению к указанному временному интервалу оно меньше на порядок. Соответственно, влиянием за этот временной промежуток светового потока на голографическое изображение можно пренебречь. После того как заданный интервал выдержки истекает, автоматически изменяется на противоположное направление постоянного электрического тока в обмотках электродвигателя 29, включается реверсное движение вала электродвигателя 29. Происходит закрытие отверстия диафрагмы 30 за счет перекрытия шторок 31, причем до полного закрытия отверстия его форма остается постоянной, т.е. оно представляет собой круг, который постепенно стягивается в точку. Закрытие отверстия диафрагмы 30 происходит за короткий промежуток времени, и время выдержки в интервале минут значительно больше времени открытия и закрытия диафрагмы 30, поэтому плотность светового потока существенно не изменяется, в результате чего действием светового потока на формирование голографического изображения за этот промежуток времени перекрытия отверстия диафрагмы 30 можно пренебречь. В результате интерференции волн опорного и объектного пучков, распространяющихся в эмульсии пластины, образуются плоскости, засвеченные светом большей интенсивности. После проявления голографического изображения на засвеченных плоскостях образуются слои почернения, т.е. создаются Брэгговские плоскости, которые обладают свойством частично отражать свет. Таким образом, в эмульсии регистрирующей среды создается трехмерная интерференционная картина.

Если рассматривать выдержки, определяемые секундами, то, исходя из того что освещенность центра отверстия диафрагмы 30 остается практически без изменения, что является результатом дифракции потока электромагнитных волн от круглого отверстия в случае прямолинейного распространения света, действием светового потока на формирование голографического изображения можно пренебречь, и в этом случае дифракционная картина может быть определена путем суммирования действия отдельных зон на основе принципа Гюйгенса - Френеля (С.Э. Фриш, А.В. Тиморева. Курс общей физики. 3 т.; Физматгиз, М., 1961.). Запись голографического изображения производится на пластинах ПФГ-01 и ПФГ-03М с использованием схемы Лейта-Упатниекса, Денисюка и др.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к оптическим затворам, и может быть использовано в установках для неразрушающего контроля. Оптический затвор для записи голографического изображения содержит светонепроницаемую оправку с центральными отверстиями и установленную в них соосно с оптической осью диафрагму, где оправка состоит из двух частей, выполненных в виде дисков, закрепленных на цапфе с помощью винтов, регулирующих положение оправки в вертикальной плоскости по углу отклонения от нее, а цапфа закреплена на пластине, установленной на столике, включающем накатку, служащую для установки оправки по высоте и фиксируемую установочным винтом. Столик соединен с шаровой опорой, предназначенной для регулировки оправки по шести степеням свободы: трем поступательным и трем вращательным, с крышкой и подставкой, скрепленными друг с другом. Регулировочный винт для продольной подачи смонтирован на стойках, закрепленных на столике. Шестерня, установленная на держателе, размещенном под диафрагмой, и связанная с валом двигателя, контактирует с зубчатым сектором, установленным на секторе диафрагмы, содержащей шторки в центральном отверстии. Технический результат заключается в повышении качества голографического изображения. 1 ил.

Оптический затвор для записи голографического изображения, содержащий светонепроницаемую оправку с центральными отверстиями и установленную в них соосно с оптической осью диафрагму, отличающийся тем, что оправка состоит из двух частей, выполненных в виде дисков, закрепленных на цапфе с помощью винтов, регулирующих положение оправки в вертикальной плоскости по углу отклонения от нее, цапфа закреплена на пластине, установленной на столике, включающем накатку, служащую для установки оправки по высоте и фиксируемую установочным винтом, столик соединен с шаровой опорой, предназначенной для регулировки оправки по шести степеням свободы: трем поступательным и трем вращательным, с крышкой и подставкой, скрепленными друг с другом, регулировочный винт для продольной подачи смонтирован на стойках, закрепленных на столике, шестерня, установленная на держателе, размещенном под диафрагмой, и связанная с валом двигателя, контактирует с зубчатым сектором, установленным на секторе диафрагмы, содержащей шторки в центральном отверстии.