Поляризационно-голографический способ определения напряжений в прозрачных объектах и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01B11/16 

2. Устройство для определения напряжений в прозрачных объектах содержащее расположенные последовательно и оптически связанные источник когерентного поляризованного излучения, светоделитель, предназначенный для разделения пучка излучения на два, зеркало и голографи- ческий регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения напряжений, оно снабжено линейной фазовой пластиной, установленной между источником излучения и светоделителем а указанный источник излучения выполнен двухволновым.

. 3, Устройство по п. 2, о т л и- чающееся тем, что линейная фазовая пластина вьгполнена составной из двух пластин, изготовлен - «

Изобретение относится к определению напряжений в прозрачных объектах оптическими методами.

Цель изобретения - повышение точности определения напряжений за счет исключения погрешностей, вызванных неточным согласованием соотношений поляризации во всех лучах и- регистрации голограмм на двух разных пластинках

На чертеже показано устройство для осуществления способа.

Способ осуществляется следующи образом.

Из когерентного поляризованного излучения с одной длиной волны формируют предметный и опорный пучки, а из когерентного поляризационного излучения с другой длиной волны формируют вторые предметный и опорный пучки, совпадающие в пространстве с пучками когерентного излучения с первой длиной волны, создают в излучении каждой длины волны линейную поляризацию, при которой плоскости поляризации в предметном и опорном пучках одной длины волны излучения параллельны и перпендикулярны плоскостям поляризации в предметном и

ных из разных двулучепреломляющих материалов ц соединенных между собой так, что их одноименные главные направления ортогональны, а толщины t равны следующим величинам:

(К±0,5)А,

f

,-p

(KtQ,5jA;p/-K/l,, HI 1 li

2 - p /

де 4 F« p,pl и II

толщины пластин; показатели двулучепре- локления пластины 1 длин волн А и Л ; Показатели двулучепре- ломления пластины II для длин волн / i. и ,

опорном пучках с другой длиной волны, регистриру от две голограммы исследуемого объекта в двух длинах волн излучения при двух взаимно перпендикулярных линейных поляризациях излучения. Голограммы восстанавливают и получают две картины абсолютной разности кода излучения д ид (изодромы), соответствующие излучениям, поляризованным вдоль направлений главных напряжений б и Sj . Значения главных напряжений & и 5„ определяют из решения двух уравнений:.

A,d(a,6 ,&, ), u,d(a,5 +b,S, ),

где d - толщина объекта; а и h, - оптические коэффициенты, и , bg характеризующие свойства материала для длин волн излучения / J и соответственно (оптические коэф- фициенты определяют из предварительных тарировоч- ных испытаний),.

Устройство для осуществления по- ляризацнонно-голографического способа определения напряжений в прозрачных объектах содержит расположенные последовательно и оптически

связанные двухволновый источник 1 когерентного поляризованного излучения, светоделитель 2, предназначенный для разделения пучка излучения на два, зеркало 3, голографический регистратор 4, линейную фазовую пластину 5, установленную между источником 1 излучения и светоделителем 2. Исследуемый прозрачный объект 6 устанавливают между светоделителем 2 и голографическим регистратором 4

Источник 1 излучения выполнен в виде лазера с нелинейным преобразованием в кристалле излучения во вто рую гармонику, либо лазера с вынужденным комбинационным рассеянием. Линейная фазовая пластина 5 может быть выполнена в виде плоскопарал лельной двулучепреломляющей пластины, толщина f и показатель двулуче- преломнения (u которой отвечают условиям:

, k

или

Uf 5/A2 ktO,5 k - целое число.

-ff ,,5 ip2/,k.

Подбором значений k и материала пластины указанные условия могут быть удовлетворены с точностью до 0,01 отступления от целочисленного значения k, что вполне достаточно. Условие равенства волновой разности хода линейной -фазовой пластины целому числу для одной длины волны удовлетворяется точно при вьтол- нении пластины 5 в виде двух пластин из разных двулучепреломляющих материалов, установленных так, что их одноименные главные направления ортогональны, а толщины удовлетворяют условию:

Редактор К.Волощук Заказ 4905/36

Составитель Б.Еветратов Техред М.Ходанич

Корректор

Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Е.

(К 10,5) А M, -KA,

- -p:p

ju Oli.

20

где f и I 10

К,м

I

толщины пластин; показатели двулуче- преломления пластины 1 для длин волн Д и

Д

1

показатели двулучепре- ломления пластины IT

5для длин волн Л, и Д ,

Устройство работает следующим об- разом.

Когерентное линейно поляризованное излучение двух длин волн И и if источника 1 света проходит через линейную фазовую пластину 5, после чего плоскость поляризации одной из длин волн поворачивается на 90. Светоделитель 2 разделяет пу- 25 чок на предметный и опорный. В каждом из пучков присутствует излучение обеих длин волн, причем плоскости их поляризации ортогональны, а плоскости поляризации излучения 30 одной длины волны в разных пучках параллельных друг другу. После прохождения предметным пучком объекта 6 и отражения опорного пучка зеркалом 3 оба пучка совмещаются в плоскос- 35 ти регистратора 4, на котором производится регистрация двух голограмм, соответствующих разным длинам волн с ортогональной поляризацией.

Устройство может быть использо- 40 вано как для получения двухэкспози- ционных голограмм, так и Для регистрации одноэкспозиционных голограмм ненагруженного объекта с последующим восстановлением в реальном времени.

Корректор М.Максимшпинец

1. Поляризационно-голографичес- кий способ определения напряжений в прозрачных объектах, заключающийся в том, что из когерентного поляризационного излучения формируют предметный и опорный пучки, регистрируют две голограммы объекта при двух взаимно перпендикулярных линейных поляризациях излучения, восстанавливают голограммы и получают Две картины абсолютной разности хода излучения, по этим картинам определяют напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, формируют вторые предметный и опорный пучки из когерентного монохроматического излучения с другой длиной волны, совпадающие в пространстве с пучками когерентного излучения с перво й длиной волны. с S (Л с Is9 01 4