Устройство для формирования голографических цилиндрических линз Советский патент 1984 года по МПК G02B5/32 

( // х fL

О

00

iMiiA.

о

Ci 5

Изобретение относится к технологии оптических деталей, в частности к изготовлению голографических цилиндрических линз.

Известно устройство для формирования голографических цилиндрических линз, в котором цилиндрическая линза записывается с помощью двух точечных источников . света 1.

Восстановление такой голограммы выполняют также точечным источником света, расположенным на дуге указанной окружности. Положение источников света должно удовлетворять условию

RO Rp ±RC

sinofo sin«,. 0,

где R - радиус окружности;

c.,Xo, oLp -углы, составленные главными лучами восстанавливающего, опорного и сигнального пучков с нормалью к плоскости голограммы.

Однако при записи и восстановлении голограммы возникают большие трудности с созданием и юстировкой установки, обеспечивающей требуемое взаимное расположение источников света. Особенно большие сложности возникают при изготовлении линз со значительными апертурами, когда приходится прибегать к многократному процессу записи. Схемы записи и восстановления требуют применения сложных высококачественных оптических элементов, в частности, высокоапертурных микрообъективов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для формирования голографических цилиндрических линз, содержащее источник . когерентного излучения, коллиматор, систему для образования интерференционной картины, в которой расположена цилиндрическая поверхность, проекционную систему и регистрирующую среду 2.

Система для образования интерференционной картины является двухканальной. В ней опорный пучок формируется параллельным, а сигнальный астигматический образуется с помощью работающего на просвет стеклянного цилиндра малого диаметра. Изготовленная с ее помощью линза имела относительное отверстие 1:0,75 и формировала в фокусе линию шириной 0,5 мм, что в 1000 раз хуже дифракционного изображения. Таким образом схема не обеспечивает получение высококачественных линз. Целью изобретения является упрощение устройства и повышение качества формируемых линз.

Для достижения поставленной цели в устройстве для формирования голографических цилиндрических линз, содержащем

источник когерентного излучения, коллиматор, систему для образования интерференционной картины, в которой расположена цилиндрическая поверхность, проекционную систему и регистрирующую среду, система для образования интерференционной картины выполнена в виде двух дифракционных решеток, расположенных пертендикулярно к оптической оси коллиматора и цилиндрической поверхности, установленной

0 между ними и параллельно оптической оси. На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит источник 1 света (одномодовый газовый лазер), коллиматор 2, прозрачные дифракционные рещетки 3 и 4 с прямолинейными равноотстоящими штрихами, цилиндрическое пробное стекло 5 проекционный объектив б, голограмму 7, диафрагму 8.

Выщедший из коллиматора параллель0 ный пучок направляется на решетку 3, с помощью которой делится на два пучка - опорный и сигнальный. Опорный проходит параллельные оси трубы к рещетке 4, сигнальный, являющийся пучком 1-го дифрационного порядка, отклоняется к цилиндрической поверхности пробного стекла, отражается от нее и проходит к решетке 4. Решетка 4 служит в качестве интерференционного устройства. С ее помощью осуществляется наложение друг на друга

0 сигнального и огторного пучков, причем наложение имеет место практически в пучках всех дифракционных порядков, возникающих за рещеткой 4. Вследствие этого на выходе прибора образуется несколько идентичных интерференционных картин, несуцхих инфор5 мацию о форме поверхности. Выбор той или иной картины для наблюдения и регистрации определяется яркостью и контрастом интерференционных полос. Если цил1: ндрическая поверхность пробного стекла разместить так, что ее образующая параллельна опорному пучку, то интерференционная картина приобретает вид двух групп прямых параллельных полос, расположенных симметрично относительно . широкой средней полосы. При этом ширина полос от середины к краю

5 убывает по параболическому закону. При освещении ее параллельным пучком она действует, как цилиндрическая линза. Таким образом, для изготовления голографической цилиндрической линзы регистрируют полученную указанным выше способом ин0 терференционную картину. Фокусное расстояние полученной линзы f определяется из условия

f f-siny,

5 где R -радиус кривизны цилиндрической

поверхности пробного стекла; У -угол между направлением образующей и сигнальным пучком.

Регистрацию интерференционной картиры на регистрирующую среду выполняют следующим образом.

За рещеткой 4 помещают проекционный объек-гив 6, а в его фокусе - диафрагму 8 с отверстием в центре. Диафрагма 8 служит для фильтрации пучков неиспользуемых порядков. За диафрагмой наклонно к оси объектива 6 устанавливают регистрирующую среду. Края регистрирующей среды оптически сопряжены с краями цилиндрической линзы. Затем экспонируют регистрирующую среду, производят химическую обработку, после чего изготовление линзы заверщается.

Подготовка прибора сводится к следующему. Пробное стекло может быть установлено в любом месте между решетками 3 и

4; не требуют точной фиксации проекционный объектив и регистрирующая среда. К точности образующей цилиндрической поверхности пробного стекла жестких требований не предъявляется, так как вследствие наклонного падения сигнального пучка имеющиеся на поверхности дефекты сглаживаются.

Использование подобного формирователя линз позволит изготавливать голограф«ческим способом оптические элементы, эквивалентные по своему действию линзам или зеркалам с цилиндрической формой поверхности. Такие линзы могут применяться в различных оптических приборах, и прежде всего в интерферометрах для контроля качества цилиндрических поверхностей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЛИНЗ, содержащее последовательно расположенные источник когерентного излучения, коллиматор, систему для образования интерференционной ка-ртины, в которой расположена цилиндрическая поверхность, проекционную систему и регистрирующую среду, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повыщения качества формируемых линз, система для образования интерференционной картины выполнена в виде двух дифракционных решеток, расположенных перпендикулярно оптической оси коллиматора и цилиндрической поверхности, установленной между ними и параллельно оптической оси.