Способ определения оптической толщины дисперсной среды по ее голограмме Советский патент 1993 года по МПК G01W1/00 

Изобретение относится к атмосферной оптике н может быть использовано в метеорологии, в исследовательских работах по изучению структуры дождей и модельных сред для оперативного определения оптической толщи дисперсных сред.

Цель изобретения - сокращение времени измерений.

По предлагаемому способу производят голографимеекую регистрацию дисперсной среды путем освещения фото- материала путем когерентного излу-. чения, прошедшега через исследуемую среду. Полученную голограмму просвечивают пучком когерентного, излучения, Измеряя когерентную и интегральную составляющие сфокусированного пуч- .ка, прошедшего голограмму, и когерентную составляющую пучка в отсутствие голограммы определяют интегральное пропускание голограммы t и когерентное пропускание t, т.е. . пропускание, которое определяет часть просвечивающего пучка, прошедшую голограмму без изменения направления распространения. В качестве примера рассматривается пропускание по интв1 сивности. От пропусканий t и tn переходят к почернениям , P.j -lgt|j. Используя связь почернения фотоматериала с интенсивностыо освещающего излучения и определение понятия оптической толщи, получают Dp- Df{ , где коэффициент контрастности фотоматериала; Э - оптическая толща среды; 2,718; D(j - почернение, которое создано на этапе регистрации голограммы светом, прошедшим среду без ослабления и - рассеяния. D в способе не измеряется. Авторами впервые получено выражение

(1- ,

+ .

О

(2)

где Dg - почернение, определяемое вуалью фотоматериала и определяемое так же, как и из ха актерист чёской кривой данного фотоматериала Исключая из системы уравнений (1), и

(2) D,, уравнение для

.„-«Чг

получаем трансцендентное

определения

-т .: „

ylge или в более oJбщeй форме

e fi-fCt)} + f(t) « о/

о,

0

5

0

5

Пример конкретного выполнения поясняется на чертеже.

Производят голографическую регист - рацию дисперсной среды. Для этого излу 1ение импульсного лазера, например рубинового, формируют в параллельный пучок требуемого диаметра при помощи телескопической системы и посылают через исследуемую дисперсную среду на фотопластинку, закрепленную в держателе перпендикулярно оси пучка. Химико-фотографическую обработку .экспонированной таким образом пластинки проводят по стандартной технологии.

На рабочей плите при помощи набора держателей устанавливают лазер 1 непрерывного излучения (на- цример, ЛГ-38), телескопическую систему 2, полученную голограмму 3, линзу А, ирисовую диафрагму 5, ФЭУ-6. Размер выходной линзы телескопической системы 2 и линзы А выбирают больше, чем размер засвеченной области голограммы 3. Высокое напряжение на ФЭУ-6 подается с источника питания 7j выходной сигнал ФЗУ регистрируется милливольтметром 8.

0 Излучение лазера- 1, пройдя телескопическую систему 2 и сформировавшись в параллельный пучок, просвечивает, голограмму 3, установленную перпент дикулярно оси пучка, и фокусируется/

g лийзой 4. Величину ирисовой диафраг-; мы 5, расположенной в фокальной плоскости линзы 4, устанавливают такой, чтобы через нее на ФЭУ-6 проходила только когерентная часть пучка излучения и измеряют энергию Е этой части (в безразмерных единицах) при помощи милливольтметра 8. Ирисовую диафрагму 5 открывают настолько, чтобы через нее на ФЭУ-6 проходило все излучение пучка. При помощи милливольтметра 8 измеряют интегральную энергию пучка излучения Е. Убирают из схемы голограг-му 3, величину ирисовой диафрагмы 5 устанавливают такой, чтобы через нее на ФЭУ-6 проходила только когерентная часть сфоку-. сированного пучка. Измеряют при помощи милливольтметра 8 энергшо этой части пучка излучения Е в отсутствие

5 голограммы.

По измеренным величинам рассчитывают t , t E/Ej и, используя описанный ранее алгоритм, определяют исследуемой среды.

0

5

0

Формула изобретения

Способ определения оптической толщины дисперсной среды по ее голограмме, включающий голографическую регистрацию дисперсной среды и просвечивание голограммы пучком когерентного излучения, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью сокращения времени измерения, фокусируют пучок излучения, прошедший через голограмму, измеряют когерентную составляющую интенсивности и интегральную интенсивность сфокусированного пучка излучения, измеряют когерентную составляющую интенсивности сфокусированного пучка излучения в отсутствие голотфаммы-, а по измеренным.

величинам определяют оптическую толщину дисперсной среды из Уравнения

f(t,)J + f(t) О,

где О - оптическая толщина; Ц, t - соответственно когерентное и интегральное пропускание голограммы.

f(t)

Igt + Dt ylg e

где j( - козффициент контрастности фотоматериала голограммы, D - почернение, определяемое вуалью фотоматериала, е 2,718.

Изобретение относится к атмосферной оптике и позволяет сократить время измерения. Голограмму 3, полученную путем освещения фотоматериала излучением, прошедшим через . исследуемую среду, просвечивают пучком излучения лазера 1. Измеряют интегральную составляющую сфокусирован- ного линзой 4 пучка. Пропуская на ФЭУ-6 с помощью ирисовой диафрагмы 5 только когерентную часть пучка излучения, измеряют ее энергию милливольтметром 8 при наличии и в отсутствие голограммы 3. Используя связь почернения фотоматериала с интенсивностью освещения определяют оптическую толщину дисперсно среды. 1 ил. i (Л со д 1чЭ ьо со 4::

LI

Редактор Т. Шагова

Составитель А. Васильков

Техред М.Ходанич Корректор о. Кравцова

Заказ: 1959

Тираж . .Подписное

6НИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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