Способ определения изменения волнового фронта когерентного излучения Советский патент 1986 года по МПК G02B27/46 

Изобретение относится к ко1 ерент ной оптике и может быть использова но при построении оптических систем

Цель изобретения - обеспечение определения изменения волнового фро та в реальном масштабе времени.

На чертеже представлена схема оптического дифференцирования исходного пучка по координате X j.

Способ реализуют следующем об- разом.

Исходный пучок с комплексной амплитудой U(X j ,Xj, ) в сечении 1 прО пускают через схему оптического диф ференцирования, т.е. пару софокусны линз 2 и 3, причем в общей фокальной плоскости этих линз пом:ещен фильтр 45 коэффициент пропускания по амплитуде которого t, меняется линейно по координате X :

ti(x,,x.,) с,х, + Cg,

где С, 5 Cj - постоянные оптического дифференцированияt т,е параметры амплитудного фильтра 4.

Это возможно, поскольку рассматриваемое поле фокусируется в плоскости амплитудного фильтра 4 в ограниченную область. В результате в фокальной плоскости 5 линзы 3 pea- лизуется линейная комбинация комплексной амплитуды и ее производной по Xj от исходного поля:

и,(х,д,) -i.c +

+ (X,Xj,) которая регистрируется, например,

матричным фотоприемником Поле U|(X,X2) получено известньЕм методом Фурье-Оптики. Второе поле Uj,(X,X2) формируется так же, как и первое, но производная берется по координате Для этого схема оптического дифференцирования разворачивается на 90 вокруг снюей оси. При этом коэффициент пропускания t амплитудного клина 4 задается формулой

.X) С,Х2 - Сг .

Вспомогательные поля ) и U(Xj,X2) получаются по той же схеме, что и первые два с той лишь разницей, что волновой фронт исходного поля предварительно изменен с помощью фазового клина с па- раметром об (не показан),т.е. при формировании третьего поля,, U(X, Xj) заменяется на вспомогательное

эх;

fi 0

-

О

i;

O :5

с

поле и(Х ,Х,) при формировании четвертого поля - ца вспомогательное поле U(Xj,X2)e Ори-, ентация фазового клина совпадает, с ориентацией соответствующего амплитудного клина 4. Пропускание исходного излучения через фазовый клин можно заменить отражением от гибкого зеркала или разворотом оптической оси системы по отношению к оси пучка на соответствующий угол. Изменение волнового фронта исходного пучка Зсу/ЭХ в каждой точке апертуры определяется из соотношения

I

iTx f TxJ. «.

2-

Ч

9Х,

ст

iV. 27С

Т - -сГ

где (- - искомая фаза; 2-15 - - индекс координаты X в плоскости апертуры;

-П- и э интенсивность поля и(Х,Х) исходного пучка, оптически продифференцированного по координате

1Дх, интенсивность поля I( ) исходного пучка, оптически продифференцированного по координате

I,(x,, интенсивность поля з() первого вспомогательного пучка, оптически продифференцированного по координате X,, ,/

.,) - интенсивность поля jX ) второго вспомогательного пучка, оптически продиффе- ренцироэзанного по координатеIvK. интенсивность поля U(X,X.)

исходного пучка, В реальной ситуации, характеризующейся конечным пространственным разрешением, при измерении распределений интенсивности последние це- лес-ообразно усреднить по соответст-

зукщим малым площадкам апертуры. 1

©opMyj ia Изобретения

Способ определения изменения волнового фронта когерентного излучения, включающий измерение распределений интенсивности исходного пучка и преобразований Фурье от исходного пучка и от вспомогательного пучка, образованного путем пропускания исходного пучка через фазовый клин, о т л и 3.

чающийся тем, что, с целью обеспечения определения изменения волнового фронта в реальном масшта бе времени, в процессе преобразований Фурье указанные пучки onTk4ecKM дифференцируют по координате Х , вдоль которой ориентирован фазовый клин, и дополнительно измеряют распределение ннтенсивностей исходного -пучка, оптически продифференцирован- ного по координате Xg, ортогонально координате Х(, и вспомогательного пучка, образованного путем пропускания исходного пучка через второй фазовый клин, ориентированный вдоль координаты Xf, и оптически продифференцированного по этой координате а изменение волнового фронта исходного пучка 3if/9Xg в каждой точке апертуры определяют из соотношения

Ч,

lKrt()-Ie(,,Xi)

е

ICX,,Xi).oO

I

|Где Cf - искомая фаза;

С

18

t l,2

.

IjlX,,X,

ij(x,,y,).

i,((,f.)

. ot Cf C 2

индекс координаты X в плоскости апертуры;

интенсивность поля U|j(X-(,,X/) исходного пучка, оптически продифференцированного по координате X ;

- интенсивность поля U(X,X)

исходного пучка, оптически продифференцированного по координате Xj.

интенсивность поля Ui(X|,X) первого вспомогательного пучка.оптически продифференцированного по координате

интенсивность поля U(X,Хц) второго вспомогательного пучка, оптически продифференцированного по координате

интенсивность поля U(X,,Х2) исходного пучка;

параметр фазового клина;

постоянные оптического диф ференцирования.

Изобретение может быть использо- в.ано при построении оптических систем. Целью изобретения является обес печение определения изменения волнового фронта в реальном масштабе времени. Исходный пучок пропускают через схему оптического дифференцирова ния, т.е. через пару сфокусированных линз, в общей фокальной плоскости которых помещен клин, коэффициент пропускания по амплитуде которого меняется линейно по координате X,. Измеряют распределение интенсивностей исходного пучка, оптически продифференцированного по координате Х, ортогональной координате Х , и всТтомо- гательного пучка, образованного пу тем пропускания исходного пучка через второй фазовый клин, ориентированный вдоль координаты Х, а изменение волнового фронта исходного пучка в каждой точке апертуры определяют из соотношения, связывающего все определенные интенсивности и параметр фазового клина. 1 ил. (Л ,(fiM