Способ контроля амплитудно-фазовых объектов Советский патент 1983 года по МПК G03H1/04 

1 Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использов но для контроля амплитудно-фазовых &ъектов, например длиннофокусных объекти вов, при их оптотехнических нспытвяиях (интерферометрические, голографические методы, а оценка фотографической разрешающей способности). При оптотехнических испытаниях длиннофокусных системах неизбежно влияние внешних возмушений; термическихвоздей- ствий, вибраций элементов установки на результат анализа. Внешние возмушения, имеющие квазистационарный, случайный процесс, приводят к смазыванию интерференционной картины и изображений .тестЕ объектов в процессе их фотографической регистрации. , Известно, что условием .-получения удовлетворительных результатов при KOHi pone амплитудно-фазовых объектов является малое изменение амплитуды возмущений из времени анализа, например, при испытаниях интерферометрическим или голографическим методами, допустимое изменение разности хода за время регис1грации не должно превьшать Я /8 (где - длина излучения). Поэтом/ существует проблема определений момента минимального воздействия внешних возмушений на результат анализа. Известен способ контроля фазовых объектов, в котором используется принцип запуска импульсного источника в момент оптимальной настройки системы. Он заключается в формировании контрольного светового пучка, пропускаемого через анализируемый объект, и фокусировке его в плоскости диафрагмы, за которой устанавпивается фотоприемник. В рабочих условиях вследствие воздействия вибраций и тепловых воздушных потоков возникает сдвиг волнового фронта относительно начального положения. При этом сфокусированный пучок экранируется диафрагмой и не попадает на фотоПриемник. В определенный момент времени, когда оптмчеоп кая система оказывается в положении оптимальной настройки, сфокусированный световой пучок проходит через отверстие диафрагмы в попадает на фотопрнемник. Сигнал от фотоприемника поступает в схему ф(мирования запускающих импульсов, где увеличивается и подается на запуск генератора импульсов, вырабатывающего импупьсы, подаваемые в блок питания импульсного ОКГ. При этом излучение импульсного ОКГ поступает в рпти74 .2 ческую схему голографичоского интерферометра 1}, Однако данный способ предполагает наличие импульсного ОКГ с длительностью импульса, меньшей периода высокочастот ной составляющей внешнего возмущения («vlO с). Другим недрстатком способа является неконтролируемость колебаний элементов системы в направлении оптичебкой оси, так как в этом случае сигнал фотоприемника меняться не будет. Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ KOHi роля амплитудно-фазовых объекту, включающий ф эмированне интерференционной картины, фотоэлектрическую регистрацию изменений интенсивности интерференционной картины, измерение характеристик фототока и регистрацию интерференционной картины с бременем экспозиции. При этом осуществляется выдача команд на выполнение серии экспонирований, каждое из которых прерывается, как только сдвиг интерференционной полосы превышает наперед заданную величину. Общее время экспсвтирования инт }ференционной картины( опреде/1яется как сумма времен, от-« дельных экспонирований 2. Однако известный способ применим только в случае слабых не превышающих одну длину волны, фазовых изменений и неприменим, когда изменения. со-. ставляют несколько длин волн. Применение известного способа исключено для случая устранения мняния вибраояй элементов оптической скамьи при измерении фотогра(}я1ческой разрешакшей спо србности длиннофокусных объективов. В ходе рещени : этой задачи возможна ситуация, -когда изображение тест-объекта сдвинется относительно первоначального положения, но при этом будет подана команда на выполнение очередного из прерывакшшхся экспонирований. В результате произойдет смаз ндображения тест объекта. Целью изобретения является расширение диапазона контроля. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля амплитудо-фазось1Х объектов, включающему формирование интерференционной картины, фотоэлектрическую регистрацию изменений нтенсивности интерференционной картины, измерение характеристик фототока и регистрацию интерференционной картины с временем экспозиции i, оценивают период фототока Т, а при экспозиции выГбирают из условия Т Rt , ГДе k - коэффициент, обратно пропорциональный допустимрй погрешности измерений. Сутьизобретения заключается в том, что реализуетсявозможность осушествления экспозиции в моменты относительной устойчивости интерференционной картины. На фиг. 1 приведена зависимость корреляционной функции от величины фототока} на фиг. 2 - устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 3 и 4 - осциллограммы двух реализаций колебаний интерференционной картины и импульсов зондирующего излучения соответственно. На фиг, 1 приведены результаты измерения корреляционной функции величины фототока, значения которого могут рассматриваться как случайный процесс. Корреляционная функция получалась из серии реализаций, каждая нз которых состояла из 6ООО зйачений фототока с временным разрешением 1,251О с. Из анализа приведенной 4уикции следует, что существует высокая корреляция между значениями фототока:, например, для временного интервала 210 с коэффициентом корреляции составляет О,97. Этот экспериментальный факт позволяет сделать вывод о возможности предсказания последующего значения фототока с вы окой вероятностью т.е. оценивать его пе риод. и, как следствие, осуществлять экспозицию при значительном предполагаемо периоде.; Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит (фиг. 2) непрерывный лазер 1, оптическую систему 2 формирования объектного пучка, зеркала 3-6 оптической системы формирования интерференционной картины, диафрагму 7, фотодетектор 8, компаратор 9, дифференцирукший усилитель 1О, формирователь 11переднего фронта, компаратор 12, схему совпадений 13, тригг пуска 14, одновибратор 15, .формирователь 16 заднего фронта, блок запуска 17, импульсный лазер 18. Контроль осушестЕлягот следующим образом. В тгоскости диафрагмы 7 при помощи зеркал 3-6 оптической системы формирования интерференционной картины образуется картина интерференции опорного и объектного пучков. Возмущения в объектной ветви приводят к изменению интенсивности на входе фотодетектора. Когда уровень сигнала на выходе фотодетектора превысит порог срабатывания компаратора 9, задаваемый коэффи-г пиентом k, формирователь 11 переднего фронта сформирует короткий импульс, поступающий на схему совпадений 13. Если в этот момент уровень сигнала на выходе дифференцирующего усилителя 10 меньще порога срабатьгоания компаратсгра 12и на выходе триггера пуска 14 есть высокий потенциал (нажата кнопка , Тозапускается одновибратор 15 и блок запуска 17, включающий импульсный лазер 18. По заднему фронту одновибратора 15 срабатывает формирователь 16 заднего фронта, сбрасывающий триг гер пучка 14 в исходное состояние. Использование изобретения значительно повысит точность контроля амплитудно-фаз.овых объектов в условиях воздействия квазистационарных случайных возмущений, представляктаих собой комплекс-ное воздействие вибраций произвольных направлений и тепловых воздушных потоков. При этом снижаются требования виб- розашищенности установок.

Фиг.З

Фlfг.

СПОСОБ КОНТРОЛЯ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ, вкдюяаюший формирование интерферёнцйоннсЛ кар,тины, фотоэлектрическую регистрац1аЮ нзыенения интенсивности интерференционной картины, измерение характеристик фототока и регистрацию интерференционной картины с временем экспозиаив 1 о т л и ч a ю щ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона контропя« оценивают периоа фотогока Т , a время экс(Позиции выбирают из условия Т ikl/ ) гае k коэффициент, обратно прапор- f : ииональный допустимой погрешности измерений. /Г(г; (О ю 4 00 4аь