Способ высокоскоростной фоторегистрации световых импульсов Советский патент 1987 года по МПК G03B39/02 

Изобретение относится к высокоскоростной фотографии и может быть использовано при исследованиях сверхкоротких световых импульсов.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности во времени.

На чертеже приведена оптическая схема устройства для реализации данного способа.

Схема содержит систему 1 задержки, одновременно разделяющую излучение на два пучка (в простейшем случае это стеклянная плоскопараллельная пластинка), дифракционную решетку 2, плоское зеркало 3, расположенное под углом к решетке 2, объектив 4, нелинейный кристалл 5, например UJO , анаморфотный объектив 6, в простейшем случае представляющий собой цилиндрическую линзу, щелевую диафрагму 7, коллектив 8, промежуточный объектив 9, вращающееся зеркало 10, фокальную дугу 11 с регистрирующим материалом.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

Исходный импульс разделяется на два импульса, которые затем распространяются в различных оптических каналах. В одном канале импульс сначала проходит через узел 1 временной задержки, где весь импульс испытывает временную задержку л Т, далее этот импульс проходит через диспергирующую систему 2, где разные участки поперечного сечения пучка - импульса - испытывают различную временную задержку. Поскольку па отражаюидую дифракционную решетку 2 излучение направлялось под уг- ло.м первого дифракционного максимума, основная часть излучения ответвляется в направлении, пор.мальном решетке. В другом оптическом канале образующийся после отражения от плоского зеркала 3 импульс фор мируют коллинеарно дифрагированному импульсу. Затем оба импульса направляют на объектив 4, пройдя через который импульсы пересекаются в нелинейном кристалле 4, оптическая ось которого лежит в сагиттальной плоскости системы и в котором образуется излучение второй гармоники. Конечная длительность взаимодействующих импульсов определяет пространственные размеры пучка излучения второй гармоники в мериди- альной плоскости. Анаморфотный объектив 6 расширяет до необходимых размеров излучение в меридианальной плоскости и фор0

мирует изображение передней грани кристалла 5 на щели 7 в са -иттальной плоскости. Последнее в результате того, что пространственный снос генерируемого излучения в кристалле перпендикулярен направлению щели, поскольку оптическая ось кристалла 5 лежит в сагиттальной плоскости, позволяет дополнительно повысить точность определения длительности импульсов за счет снижения влияния групповых эффектов в кристалле 5. Коллектив 8, объектив 9 и зеркало 10 формируют изображение щели на фокальной дуге 11. При вращении зеркала 10 происходит зеркальная развертка регистрируемого процесса во времени. Мгновенное рас- 5 пределение освещенности на фокальной дуге 11 представляет собой корреляционную функцию огибающей регистрируемого импульса. При этом но корреляционной функции можно определить длительность ре- разрешением до

0

5

0

5

0

5

гистрируемых импульсов с К) - 10 с. В то же вре.мя большой интервал времени фоторегистрации (до 10 с) позволяет исследовать последовательность сверхкоротких (до с) импульсов, интервал вре.мени между которыми может быть до нескольких наносекунд, а в обще.м интервале времени - до нескольких миллисекунд.

Формула изобретения

Способ высокоскоростной фоторегистрации световых импульсов, заключающийся в том, что формируют излучение светового импульса на щели, расположенной в меридианальной плоскости регистрируюплей оптической системы, после чего осуществляют развертку изображения щели сканирующим элементом па неподвижном фотоматериале, от- личающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности во времени, перед формированием излучения светового пульса на щели, его пространственно разделяют на два пучка, один из которых направляют на дифракционную решетку под углом, соответствующим первому дифракционному макси.муму, затем дифрагированное излучение и второй пучок фокусируют на нелиней- но.м кристалле, оптическая ось которого расположена в сагиттальной плоскости регистрирующей оптической системы, при этом в указанной плоскости формируют изобра- жепия входной грани нелинейного кристалла

Изобретение относится к высокоскоростной фотографии и позволяет повысить разрешающую способность во времени. Система 1 задержки разделяет исходное излучение на два пучка, один из которых направляется на дифракционную решетку 2 под углом, соответствующим первому дифракционному максимуму. Второй пучок и дифрагированный первый пучок фокусируют объективом 4 на нелинейный кристалл 5. Изображение передней грани кристалла 5 формируется анаморфотным объективо.м 6 на щели 7 в сагиттальной плоскости. Размещение оптической оси кристалла 5 в указанной плоскости способствует снижению влияния групповых эффектов в нем. Вращением зеркала 10 осуществляют развертку регистрируемого процесса во времени. 1 ил. S (Л ОО со СП 00