Способ дистанционного измерения начального значения фокусного расстояния рефракционных каналов Советский патент 1993 года по МПК G01N21/47 

(. тение относится к обл.чсти измерения параметров оптичргксм о излучения, в частнос ти рефракционных каналов, и можйт быть использовано для дчстанционного определения начального знач€1ния фокусного расстояния рефракционных каналов.

Целью изобретения является повышение точности измерения начального значения фокусного расстояния рефракционных каналов.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства, реализующего данный способ на коллимированных пучках лазерного излучения; на фиг.2 - то же, на расходящихся пучках лазерного излучения.

В первом случае способ реализуется

10

к -ии мми11оплпного зондирукяцего пучка (Кл ) F., ГДР , Д - длина волны зонлируккг.его излучения в вакууме; а - начальньпс ралиус зондирующего пучка), распространяющегося под углом cf (,) к оптической оси несимметричного рефрактдионного канала при L F, смещение 1 изображения источника зондирующего излучения в поперечном направлении в плоскости изображения фокусирующей линзы равно

1.,1.

1 „ LS

5

4- - F -- С

ч- (4 0) 2

где I( смещение изображения, обусловленное линейной составляющей среднего значения диэлектрической проницаемости (оно одинаково как для

пучка распространяющегося по оптиследующим образом. Пучок оптического 7П «.,

. , ческой оси канала, так и под углом f

излучения от лазера 1 (источник зон-- .

.к ней) ;

1ирующего излучения) через коллиматор 2 ч расщепитель 3 посыпают по

L - расстояние от источника зон- , диругощего излучения до фотоприемника

оптической оси 4 рефракционного кана

ла 5, а другая часть пучка излучения с расщепителя 3 одновременно посылается в рефракционный канал под углом Ч. После прохождения расстояния L оба пучка после интерференционного светофильтра 6, настроенного на длину волны источника зондирующего излучения (лазера 1), попадают на фокусирующую линзу 7 с фокусным расстоянием Fjji, За линзой в плоскости изображения 8 расстояние л1 между изображениями зондирующих пучков измеряют диоптрийной трубой 9 со шкалой. По величине расстояния д1 судят о начальном значении фокусного расстояния рефракционного канала.

Во втором случае (фиг.2) пучок оптического излучения от лазера 1 делится на два пучка расщепителем 3 пучка. Один пучок посьиают по оптической оси k рефракц1 онного канала 5. Другой пучок после отражения от зеркала 10, отстоящего от оптической оси 4 рефракционного канала 5 на величину р . одновременно с первым по

в

сылают в рефракционный канал. Оба пучка проходят через интерференционный светофильтр 6 и принимаются фокусирующей линзой 7 и в плоскости изображения 8 диоптрийной трубой 9 со шкалой измеряется расстояние л1 изображениями зондирующих пучков. По величине расстояния л1 судя о начальном значении фокусного расстояния рефракционного канала. Дпя шфокого

к -ии мми11оплпного зондирукяцего пучка (Кл ) F., ГДР , Д - длина волны зонлируккг.его излучения в вакууме; а - начальньпс ралиус зондирующего пучка), распространяющегося под углом cf (,) к оптической оси несимметричного рефрактдионного канала при L F, смещение 1 изображения источника зондирующего излучения в поперечном направлении в плоскости изображения фокусирующей линзы равно:

1.,1.

1 „ LS

4- - F -- С

ч- (4 0) 2

где I( смещение изображения, обусловленное линейной составляющей среднего значения диэлектрической проницаемости (оно одинаково как для

L - расстояние от источника зон- , диругощего излучения до фотоприемника;

d - диаметр рефракционного канала;

F - начальное значение фокусного расстояния рефракционного канала;

F - фокусное расстояние фокусирующей линзы.

Таким образом, посыпая одновремен- но два широких коллимированных пучка (один по оптической оси рефракционного канала, а другой - под углом Ч к ней), можно избавиться от искажакщего влияния линейной составляющей

- i i -ic/ orKF/ Отсюда легко получить следующее соотношение :

.-.

по которому и определяется искомый параметр при использовании для зондирования широких коллимированных пучков.

В том случае, если в рефракционном канале распространяется излучение расходящегося зондирующего пучка

(ka j,« L) из точки, удаленной от, оптической оси рефракционного канала на расстояние р ( величина смещения изоо ражения будет опредеяться соотношением:

5В

()fx |гР.

Следовательно, посылая одновременно два расходящихся пучка зондирующего

излучения (один источник располагать на оптической оси рефракционного канала, а другой - на расстоянии р нее) можно получить:

L

от

1-1Ро-1(..о)-Рг|/Ро

Параметры пучков (длины волн Д и начальные радиусы d) могут быть как одинаковыми, так и разныьш. Тот факт, что зондирующее излучение посьшается по оптической оси канала и около нее, т.е. внутри параксимальной области, позволяет избежать искажений.

Формула изобретения

Способ дистанционного измерения начального значения фокусного расстояния рефракционных каналов путем посылки пучка лазерного излучения в канал по его оптической оси, приема прошедшего заданное расстояние излучения фокусирующей линзой, о т л и чающийся тем, что, с целью повьппения точности измерений, одновременно с первым посылают дополнительно второй пучок лазерного излучения внутри параксимальной области

рефракционного канала, принимают его той же линзой и измеряют расстояние между изображениями за линзой, по которому судят об искомом параметре.

Изобретение относится к области измерения параметров оптического излучения, в частности рефракционных каналов. Цель - повышение точности измерения начального значения фокусного расстояния рефракционных канат, лов. Способ предполагает направление в рефрикционный канал двух лучков лазерного излучения, один - по его оптической оси, а другой - вблизи ее, внутри параксимальной области. При-, нимают оба пучка фокусирующей линзой и измеряют за ней расстояние между полученньво изображениями, по которому судят об искомом параметре. Посылая одновременно два шаровых коллтт рованных пучка, можно избавиться от искажающего влияния линейной состав- лямщей. Параметры пучков могут быть как одинаковыми, так и разными 2 ил. i (Л bo 42 а 00 о

Фиг,1

.

4

,fi .7

Фи.г