Способ измерения дифракционной эффективности и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК G02B27/48 

Изобретение относится к оптическим измерениям.

Целью изобретения является увеличение пространственно1 о разрешения, повьпиение чувствительности и расширение динамического диапазона измерений.

На чертеже представлена оптическ схема устройства.

В соответствии с предлагаемым способом освещающий когерентный пуч предварительно расширяют и фокусируют, формируя сходящийся пучок известной мощности, в который вблизи фокуса помещают образец; затем путе подбора угла сходимости освещающего пучка добиваются разделения дифракционных компонент, а перемещением образца вдоль оптической оси систем подбирают оптимальный размер сечения пучка на образце, после чего измеряют мощность продифрагировавшей компоненты и вычисляют ее отношение к мощности освещающего пучка,

Предварительное расширение пучка от источника с последующей его фокусировкой дает возможность практически без потерь сосредоточить всю мощность пучка на площадке небольших размеров; ее минимальный диаметр равен дифракционному пределу данной схемы. Для получения максимальной разрешающей способности выгодно увеличивать угол сходимости пучка

При необходимости путем перемещения образца вдоль оптической оси может быть получен любой размер освещающего пучка на образце, больший дифракционного,

При снятии- тонкой структуры картины дифракционной эффективности размер освещающего пятна должен быть равен размеру неоднородности образца (фильтра) или несколько меньше его. Если необходимо пространственное усреднение получаемых результатов, то размер светового пятна устанавливается больше, чем размер локальной неоднородности. При этом степень усреднения определяется числом локальных неоднородностей, попадающих в площадь освещающего пятна. Установление размеров освещающего пятна на образце может быть осуществлено различными приемами. Если размер неоднородности известен заранее, то можно, например, сразу поместить образец на такое расстоя™

362

ние от фокальной плоскости устройст ва, которое обеспечивает требуемьй размер освещающего пучка на образце (равный или превыша101ций в заданное количество раз размер неоднородности) и которое может быть предварительно рассчитано по известным соотношениям или измерено экспериментально. Если же размер неоднородно- стей заранее неизвестен, то можно сначала, перемещая образец, установить соответствие размеров освещающего пучка и неоднородностей, наблюдая картину дифракции пучка на образце, В случае, если освещающее пятна меньше или равно размеру неоднородности, распределение освещенности в продифрагировавшем пучке будет таким же, как и в падающем, т.е. равномерным.

В случае, если освещающий пучок много больше размера неоднородности он будет модулироваться по фазе и амплитуде на образце, и в продифрагировавшем пучке появятся флуктуации интенсивности, которых будет тем больше, чем больше отношение размера освещающего пучка к размеру неоднородности образца. Дифракционную картину можно наблюдать на-специально вводимом.экране или непо- средственно на поверхности фотоприемника, если зто допустимо.

На чертеже представлено, устройство для измерения дифракционной эффетивности.

Оно состоит из источника 1 когерентного света, коллиматора 25апер- турной диафрагмы 3 персгменного диаметра, фокусирующего элемента 4, держателя 5 исследуемого образца и фотоприемника 6, соединенного с ре- ги стрируюш м прибором 7 и установленного в направлении дифрагированной компоненты. Держатель с образцом 5 установлен в фокусе элемента А с возможностью перемещения вдоль оптической оси.

Формула изобретени

1. Способ измерения дифракционно эффективности, заключающийся в освещении образца пучком когерентного света известной мощности, измерении мощности дифрагировавшей компоненты и вычислении их отношемия, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с цельк)

1

увеличения пространственного разрешения, noBbmieHHH чувствительности и расширения динамического диапазона измерений, освещающий пучок предва рительно расширяют, формируют сходящийся пучок и помещают образец в его фокусе, после чего из условия разделения дифракционных компонент подбирают угол сходимости освещаю- щего пучка, а затем путем перемещения образца вдоль оптической оси системы и наблюдения картины дифракции за образцом подбирают оптимальные размеры сечения освещающего пучка на образце.

2, Устройство для измерения дифракционной эффективности, содержащее

564

источник когерентного света, держатель исследуемого образца и фотоприемник, соединенный с регистрирующим прибором и установленный в направлении дифракции, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью увеличения пространственного разрешения, повышения чувствительности и расширения динамического диапазона измерений, в него введены коллиматор с апертурной диафрагмой переменного диаметра и фиксирующий элемент,установленные между источником когерентного света и держателем исследуемого образца, а держатель установлен в фокусе фокусирующего элемента с возможностью перемещения вдоль оптической оси.

Изобретение относится к оптическим измерениям и позволяет увеличить пространственное разрешение, повысить чувствительность и расширить динамический диапазон измерений.Пучок света когерентного источника 1 расширяют, пропуская его через коллиматор 2. Диафрагмой 3 и фокуси- руюпщм элементом 4 формируют сходящийся пучок известной мощности, в фокусе которого помещают образец 5. Путем подбора угла сходимости освещающего пучка добиваются разделения дифракционньгх компонент. Перемещением образца 5 вдоль оптической оси и наблюдением картины дифрак1Д1и на фотоприемнике 6 подбирают размер светового пятна на образце 5 в соответствии с размерами его неоднородно- стей. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. с со NU СП СП О)