Способ определения компонент вектора перемещения диффузно отражающих микрообъектов и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G01B11/16 

ел

о

4

;о

00

315

Изобретение относится к измерительной технике для измерения перемещений микрообъектов методом голо- графической интерферометрии,

Цель изобретения - расширение диапазона измерений за счет исключения влияния локализации и величины смещения на возможность регистрации интерферограммы объекта.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего способ определения компонент вектора перемещения диффузно отражающих микрообъектов.

Сущность способа заключается в следующем. При использовании голо- графической интерферометрии сфокусированных увеличенных изображений микрообъектов расстояние между изображением и плоскостью локализации 1ттерференционной картины в К раз (К - коэф(})ициент увеличения оптической системы) больше, чем в пространстве объектов. Это приводит к тому, что если данный тип перемеще- НИИ приводит к локализации картины не на поверхности объекта, то в пространстве изображений в силу ограниченной глуби гы резкости системы регистрации одновременно нельзя регистрировать полосы и объект в направлении распространения объектного пучка. Это ограничивает те}с- нологические возможности известного технического решения-прототипа. Для устранения этого ограничения регистрация осуществляется в изобретении в направлении распространения опорного пучка. Эксперименты показали, что при таких условиях регистрации интерферограмма локализуется на всем пути опорного пучка, что позволяет одновременно наблюдать как объект, так и полосы. Однако при использовании круглой апертуры линзы таким образом можно регистрировать ограниченный диапазон перемещений При смещении индивидуальных спеклов на расстояние, большее их размера, происходит де- корреляция волновых полей и, как следствие, исчезновение интерференционной картины. Поскольку смещение спеклов происходит в направле НИИ тангенциальной компоненты век- тора перемещения, то формирование спекл-структуры, ориентированной D этом направлении, позволяет расширить диапазон смещений, при которых существует интерференционная картина. В устройстве для реализации способа ориентирования спекл структуры осуществляют путем диафрагмы с щелевой апертурой, вьшол- ненной и установленной в предлагаемом устройстве.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство,- реализующее способ, содержит источник 1 когерентного излучения, расположенный по ходу излучения светоделитель 2, расположенную по ходу одного из разделенных пучков систему 3 формирования опорного пучка с коллиматором расположенную по ходу другого из разделенных пучков систему 5 формирования объектного пучка, расположенный в направлении распространения объектного пучка держатель 6 объекта, фокусирутощий объектив 7, диафрагму 8 с щелевой апертурой, выполненную с возможностью изменения ширины щели 9 и установленную параллельно плоскости объектива 7 в контакте с ним с возможностью вращения вокруг оптической оси объектива 7, голограмму 10, установленную плоскости изображения объектива 7, фоторегистратор 11, установленный по ходу опорного пучка за голограммой 10, и блок 12 обработки данных, вход которого соединен с выходом фоторегистратора 11, позицией 13 обозначен исследуемый диффузно отражающий микрообъект.

Способ осуществляют следующим образом.

Освещают исследуемый объект 13, установленный в держателе 6, пучком когерентного излучения, сформированного от источника 1 когерентного излучения системой 5 формирования объектного пучка. Формируют увеличенное изображение микрообъекта 13 посредством фокусиру- ющего объектива 7 в плоскости размещения фотопластинки 10. Ориентируют спекл-структуру в изображении микрообъекта 13 вдоль направления тангенциальн ой компоненты перемещения микрообъекта 13. Информацию о наплавлении перемещения получают известными способами, заранее исходя из конкретного вида используемого устройства для перемещения или деформирования микрообъекта 13

или анализа положения равнодействующей силы в исследуемом процессе. Ориентирование спекл-структуры осуществляют путем вращения диафрагмы 8 с щелевой апертурой вокруг оси, совпадающей с оптической осью объектива 7, до положения, при котором продольная ось щели будет перпендикулярна направлению тангенциальной компоненты вектора перемещения. После этого направляют посредством системы 3 коллимированный опорный пучок на фотопластинку 10 и записывают на ней голограмму о После фотохимической обработки устанавливают фотопластинку 10, на которой записана голограмма, в первоначальное положение и в направлении распространения опорного пучка регистрируют фоторегистратором 11 интерференционную картину, возникающую после смещения микрообъекта 13, по которой в блоке 12 обработки данных определяют компоненты вектора перемещений.

Формула изобретения

1. Способ определения компонент вектора перемещения диффузно отражающих микрообъектов, заключающийся в том, что освещаютмикрообъёкт пучком когерентного излучения, формируют его увеличенное изображение со спекл- структурой, в плоскости изображения записывают его на голограмму и после перемещения объекта регистрируют интерференционную картину, по которой определяют величину перемещения,

отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, изображение формируют со спекл- структурой, ориентированной вдоль направления тангенциальной компоненты вектора перемещения, при записи голограммы используют колль.-1и- рованный опорный пучок, а интерференционную картину регистрируют в направлении распространения опорного пучка.

2 Устройство для определения компонент вектора перемещения диф- фузно отражаюишх микрообъектов, содержащее источник когерентного излучения и расположенный по ход, излучения светоделитель, расположенные по ходу одного из разделенных пучков систему формирования опорного пучка, а по ходу другого - систему формирования объектного пучка, держатель объекта, размещенный в направлении распространения объектного пучка, фокусирующий объектив и голограмму, установленную в плоскости изображения объектива, отличающееся тем, что, с целью рас- щирения диапазона измерений, оно снабжено коллиматором, установленным в системе формирования опорного пучка, диафрагмой с щелевой апертурой, вьшолненной с возможностью изменения ширины щели и установленной параллельно плоскости объектива в контакте с ним с возможностью вращения относительно оптической оси объектива, и фоторегистратором, установленным по ходу распространения опорного пучка за голограммой.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений микрообъектов методом голографической интерферометрии. Целью изобретения является расширение диапазона измерений за счет исключения влияния локализации и величины смещения на возможность регистрации интерферограммы объекта. Для этого при формировании объективом 7 изображения объекта 13 создают с помощью диафрагмы 8 с щелевой апертурой 9 спекл-структуру, ориентированную вдоль направления тангенциальной компоненты вектора перемещения объекта 13. Записывают увеличенное изображение объекта 13 с ориентированной спекл-структурой на голограмму 10 с помощью коллимированного опорного пучка. Полученную голограмму освещают опорным пучком и регистрируют фоторегистратором 11 интерференционную картину за голограммой 10 по ходу распространения опорного пучка. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.