Способ фоторегистрации (его варианты) Советский патент 1986 года по МПК G03B39/02 

1

Изобретение относится к высокоскоростной фотографии, конкретно к способам фотографической регистрации быстропротекающих процессов, и может быть использовано при разработке аппаратуры фотографической регистрации быстропротекающих процессов.

Целью изобретения является повышение временной разрешающей способности.

На фиг, 1 представлена принципиалная схема осуществления развертки регистрируемого излучения при взаимодействии его с импульсным излучением в динамической светочувствительной среде; на фиг, 2 - оптическая схема, поясняюищя пространственное спектральное разложение импульсного излучения, с целью повышения эффективности развертки регистрируемого излучения j на фиг. 3-5 - положения сформированной светоиндуцированной решетки в динамической светочувствительной среде в начальном И конечном положении пучка спектрального разложенного импульсного излучения при его взаимодействии с непрерывным из- лучением при расположении светочувствительной среды соответственно в сечениях Б-Б, В-В и оптической оси схемы, изображенной н а фиг„ 2.

Способ фоторегистрации осулдествля ется следующим образом,

Излучение 1 от регистрируемого объекта направляется совместно с импульсным излучением 2 на динамическу светочувствительную среду 3, При взаимодействии этих излучений с динамической светочувствительной средой 3 при участии или без участия дополнительных излучений образуется светоиндуцированная решетка 4, которая изменяется в пространстве и во времени. Регистрируемое излучение 1 дифрагирует на этой решетке 4, в ре1

зультате чего изменяется ход его лучей. Таким образом, импульсное излучение воздействует на регистрируемое излучение посредством самодифракции, что приводит к изменению хода лучей perHCTpvtpyeMoro излучения 1 со временем,

Светоиндуцированная решетка 4 имеет вид периодической структуры и образуется в результате интерференции двух излучений 1 и 2, при этом импульсное излучение 2 падает на динамическую светочувствительную среду 3 под углом «L и обладает длительь,

-

юU)

2446262

ностью t, равной временному разрешению фоторегистрации. ,

Если время .реакции светочувствительной среды 3 меньше t, то по мере распространения импульсного излучения 2 происходит разрушение старой решетки и формирование новой. Этот процесс эквивалентен перемещению р ешетки 4,хотя механического перемещения решетки не происходит„ Длина решетки 4 равна ct/sin(X| где с - скорость света, а скорость г(еремещения решетки равна с/sin ос. Отсюда следует, что решетка полностью обновляется за время дли15 тельно сти импульса t.

При падении на светоиндуцирован- ную решетку регистрируемого излучения 1 происходит его самодифракция, которая в рассматриваемом примере

20 (фиг. 1) эквивалентна преломлению излучения. Если региетрируемое излучение 1 образует достаточно широкий пучок, несущий линейное изображение, перпендикулярное .плоскости чертежа,

;)5 то дифрагир.ованные лучи изменяют со временем свое положение, что приводит к развертке изображения. Временное раэфещение развертки равно длительности импульсного излучения,которая и определяет временное разрешение данного способа.

Эффективность самодифракции может быть повышена при формировании объемных отражательных светоиндуцирован- ных решеток С этой целью импульсное излучение 2 предварительно подвергают пространственному спектральному разло- женио. Спектральное разложение импульсного излучения осуп;ествляют с использованием диспергирующего элемента 5 (фиг, 2), в данном примере таким элементом является дифракционная решетка 5, работающая на пропускание, совместно с фокусирующим объек- тив(зм камеры прибора 6, с помош,ью которого осуществляют фокусировку спектр.а в фокальной плоскости А . Центр О плоскости спектра А настроен на длину волны импульсного излучения 2, На дифракционную решетку падает оптический импульс с длительностью t. Обратная величина частотного разрешения :прибора равна Т t. Это означает, что импульс обегает дифракционную решетку 5 в течение времени Т. На фиг,2 показаны два положения импульса - начальное 7 и конечное 8,

Угловое спектральное разложение света происходит при его рассеянии

.30

35

40

45

50

55

дифракционной решеткой 5. При этом угловое спектра-пьное разложение импульсного излучения 2, удовлетворяющего условию Т t, приводит к возникновению излучения с длительностью Т и пучками- 9 и 10, направленного в сторону объектива 6 и перемещающегося в поперечном направлении.

Пучки 9 и 10 после их прохождения через объектив 6 преобразуются в параллельные пучки 11 и 12. Параллельный пучок 11 вращается относительно центра О плоскости спектра Д . При этом скорость вращения пучков 11 и 12 зависит от скорости перемещения пучков 9 и 10 в сечении Б и фокуса объектива 6.

Формирование светоиндуцированных .решеток с участием спектрально разложенного импульсного излучения 2 происходит в динамической светочувствительной среде, которая может быть расположена в различных сечениях оптической схемы (фиг. 2).

Для формирования объемных светоиндуцированных решеток кроме импульсного излучения 2 используют непрерывное излучение 13 в виде плоской волны, распространяющейся навстречу излучению спектрального разложенного импульса. В результате интерференции двух излучений в среде формируютс я объемные решетки 14, 15 и 16. Решетк и картины интерференции имеют вид слоистой структуры, характерной для встречных волн.

При перемещении пучка спектрального импульсного излучения из началь ного положения в конечное положение светоиндуцированные решетки также перемещаются. Решетки 14 и 15 переме щаются поступательно в поперечном направлении. Решетка 16, расположенная вблизи плоскости А, испытьшает . поворот вокруг оси О с угловой скоростью, равной половине угловой скорости вращения пучков 11 и 12 спектрально разложенного импульсного излучения 2.

Чтобы осуществить временную раз

вертку линейного изображения, перпен-50 g изображение переносят обычными

дикулярного плоскости чертежа (фиг.З) на светоиндуцированные решетки 14, 15 либо 16 направляют регистрируемое излучение. Дифракция света на светоиндуцированных решетках 14, 15 либо 55 16, сформированных с участием спектрально разложенного импульсного излучения 2, приводит к его отражению

оптическими способами на регистриру ющий материал. В результате получают двумерное изображение, которое является временной разверткой регистрируемого переменного во времени изображения.

При проведении фоторегистрации с разверткой посредством вращения оп

10

15

20

подобно отраженмо от движущегося зеркала. Любая из трех рассмотренных решеток, а также решетки в любых других сечениях спектрально разложенного импульсного излучения 2 мох ут быть использованы для оптической развертки при фотохронографии.

Решетку 14, сформированную в области углового спектрального разложения, используют для развертки изображения посредством поперечного перемещения оптического пучка. Решетку 16, записанную в области линейного спектрального р-азложения, используют для развертки посредством поворота оптического пучка. При этом решетка 16,записанная в области линейного спектрального разложения, позволяет получить наибольшую эффективность использования регистрируемого излучения 1. Для осуществления фоторегистрации с разверткой посредством поперечного перемещения оптического луча формируют оптические импульсы волны и длительности, соответствующие длине волны регистрируемого излучения и требуемому временному разрешению, выбирают один из методов спектрального разложения импульсного излучения, обратное частотное разрешение которого рав- но полному требуемому времени фоторегистрации.

Производя спектральное разложение и помещая динамическую регистрирующую среду, выбранную среди известных 3 сред, в область сопряженную диспергирующему элементу,получают светоин- дуцированную решетку в виде движущегося в поперечном направлении отражательного -элемента. На решетку направляют регистрируемое излучение Tfl.K, чтобы Бшрина пучка излучения в направлении движения решетки была бы равна полному размаху перемещения решетки. При этом линейное изображение должно быть перпендикулярным плоскости спектрального разложения. При движении решетки осуществляется щелевая развертка изображения в отраженном свете. Получаемое разверну25

30

40

45

оптическими способами на регистрирующий материал. В результате получают двумерное изображение, которое является временной разверткой регистрируемого переменного во времени изображения.

При проведении фоторегистрации с разверткой посредством вращения оп

12/./.626

гичег.кого пучка формируют импульсное излучение и выбирают необходимый спо соб спектрального разложения. Регистрируемое изображение помещают в фокальной плоскости коллиматора и освещают светоиндуцированную решетку, сформированную в плоскости линейного спектрального разложения. Отраженное от решетки излучение фокусируют на плоскости, совмещенной с регистрирующим материалом. При ,этом получают развернутое во времени изображение с требуемыми параметрами.

Формула изобретения

1, Способ фоторегистрации, заключающийся в том, что излучение от регистрируемого объекта развертывают, после чего экспонируют его непрерывно на регистрирующую среду, отличающийся тем, что, с целью повьппения временной разрешающей способности, развертку излучения от регистрируемого объекта осуществляют путем взаимодействия в динамической светочувствительной среде излучения от регистрируемого объекта и импульсного излучения.

626

2, Способ фоторегистрации, заключающийся в том,, что осуществляют развертку излучения от регистрируемого объекта, после чего экспонируют его непрерывно на регистрирующую среду., отличающи.йся тем, что, с целью повьппения временной раз- решаюБ:1ей способности, развертку излучения от регистрируемого объекта осу0 ществляют путем взаимодействия в динамической светочувствительной среде излучения от регистрируемого объекта

и встречно направленных импульсного и непрерывного излучения,

t5

3,Способ по ЯП, 1 и 2, отличающийся тем, что импульсное излучение предварительно подвергают пространственному спектральному раз20 ложению,

4,Способ по п,3, отличающий с я тем, что импульсное излучение подвергают угловому спектральному разложению,

25

5,Способ по п,3, отличающийся тем, что, с цельй повышения чувствительности, импульсное излучение подвергают линейному спект30 ральному разложению.

Изобретение относится к высокоскоростной фотографии. Для повышения временной разрешающей способности излучение 1 от регистрируемого объекта направляется на динамическую светочувствителБную среду 3 совместно с импульсным излучением 2. В результате интерференции излучений 1 и 2 образуется светоиндуцированная решетка 4 в виде периодической структуры, которая изменяет ход лучбй излучения 1, что приводит к развертке изображения. По второму варианту развертку излучения от регистрируемого объекта осуществляют его взаимодействием в динамической светочувствительной среде с встречно направленными импульсами и непрерьшным излучением. Импульсное излучение 2 может быть предварительно подвергнуто пространственному спектральному разложению диспергирующим элементом или угловому спектральному разложению путем рассеяния его дифракционной решетки. 2 с.,3 з.п. ф-лы, 5 ил. i W 1C 4iak 4 О) 1ч9 Од Фиг.1

14

-;

10

зЛз/

ФигМ

75 /

X

2

Редактор Н. Слободяник

Составитель С. Шигалович

Техред М.Ходанич Корректор 0. Луговая

Заказ 3913/50Тираж 436Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 1П035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород-, ул. Проектная, 4