Многолучевой интерферометр для спектральных и поляризационных измерений Советский патент 1989 года по МПК G01B9/02 

1

(61) 945641

(21)4339359/24-28

(22)08.12.87

(46) 07.09.89.БНШ. № 33

(71)Новосибирский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии,

(72)М.И.Захаров

(53)531.717.96 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР 945641, кл. G 01 В 9/02, 1982.

(54)МНОГОЛУЧЕВОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ И ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

(57)Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при спектральных

и поляризационных измерениях для

определения потерь мощности в оптических элементах, а также для частотной селекции в лазерах с малым уси- .лением. Целью изобретения является расширение области применения путем определения качества оптических элементов, a также повышение эффективности при использовании интерферомет- pa для частотной селекции в лазерах с малым усилением. Излучение проходит поляризатор, дополнительную анизотропную пластину и попадает на анизотропную гшастину, расположенную между двумя зеркалами. Испытав в интерферометре многолучевую интерференцию, излучение выходит из интерферометра через поляризатор в двух взаимно ортогональных направлениях. 3 з.п. ф-лы, I ил.

с

ф

сл

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при спектральных и поляризационных измерениях для определения потерь мощности в оптических элементах, а также для частотной селекции в лазерах с малым усилением. Целью изобретения является расширение области применения путем определения качества оптических элементов, а также повышение эффективности при использовании интерферометра для частотной селекции в лазерах с малым усилением. Излучение проходит поляризатор, дополнительную анизотропную пластину и попадает на анизотропную пластину, расположенную между двумя зеркалами. Испытав в интерферометре многолучевую интерференцию, излучение выходит из интерферометра через поляризатор в двух взаимно ортогональных направлениях. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, и может быть использовано при спектральных и поляризациг) онных измерениях для определения потерь мощности в оптических элементах, a также для частотной селекцш в лазерах с малым усилением и является усовершенствованием изобретения по авт.св. )с 9n564J .

Цель изобретения - расширение области применения путем определения . качества оптических элементов, a также повьппение эффективности при использовании интерферометра для частотной селекции в лазерах с мальм усилением.

На чертеже изображен многолучевой интерферометр для спектральных и поляризационных измерений.

Интерферометр содержит последовательно расположенные на одной оптической оси поляризатор 1, дополнительную анизотропную пластину 2, первое зеркало 3, анизотропную пластину 4, второе зеркало 5, приспособление 6 для синхронного поворота анизотропных пластин 2 и 4 относительно оптической оси интерферометра, анизотропные пластины 2 и 4 ориентированы так, что их оптические оси параллельны или перпендикулярны относительно друг друга, дополнительная

i

CJ1

о

О)

ьо

РО

3150

анизотропная пластина 2 вьтолнена в виде квазйчетвертьволновой линейной фазовой пластины, анизотропная пласг- тина 4 выполнена в виде квазичетвертьволновой линейной фазовой пластины, дополнительная анизотропная пластина 2 установлена так, что угол d между плоскостью пропускания поляризатора 1 и оптической осью этой плас- тины 2 удовлетворяет условию

,

R R , т ;

RI и Ri - энергетические коэффициенты отражения зеркал 3 и 5; Т - энергетический коэффициент пропуска- ния анизотропной пластины 4 или же анизотропная пластина 4 выполнена в виде циркулярной пластины типа яче й- ки Фарадея,

а дополнительная анизотропная пластина 2 установлена так,что угол / между плоскостью пропускания поляриза- тора 1 и оптической осью этой пластины 2 удовлетворяет условию

sin .R,- R,,

|Где R.- RI-TJ;

R, и R ., - энергетические коэффициенты отражения зеркал 3 и 5; Т - энергетический коэф- фициент пропускания анизотропной пластины 4,

Многолучевой интерферометр работает следующим образом,

Излучение подают на поляризатор 1 который выполнен в виде поляризационной призмы (типа призмы Глана) или в виде набора оптических элементов, рабочие поверхности которых установ- лены под углом Брюстера относительно оси интерферометра. После прохождения поляризатора 1 излучение попадает на дополнительную анизотропную пластину 2, которая выполнена в виде квазичетвертьволновой линейной фазовой пластины (например, из одноосного кристалла .кварца). Дополнительная анизотропная пластина

2закреплена в оправке 7, Излучение, прошедшее дополнительную анизотропную пластину 2, может быть представлено по отношению к анизотропной пластине 4 и виде суммы волн с ортогональными поляризациями (линейными, если анизотропная пластина 4 - линейная, или круговыми, если она выполнена в виде ячейки Фарадея). Анизотропная пластина 4 закреплена

в оправе 8, Указанные волны, соотношние амплитуд которых зависит от угла d , подают на анизотропную пластину 4, расположенную между зеркалами 3 и 5, и они, независимо друг от друга испытьгеают многолучевую интерференцию в результате отражений от зеркал

3и 5 с анизотропной пластиной 4 между ними, а затем, пройдя в обратном направлении через дополнительную анизотропную пластину 2. интерферируют друг с другом, В результате формируется суммарная отраженная волна, зависимость поляризации от частоты и амплитудно-частотные характеристики которой зависят от угла с/, от кoэффициeнтqэ отражения R и R зеркал 3 и 5 коэффициента пропускания Т анизотропной пластины 4, Поляризатор 1, преобразуя изменение поляризации в изменение интенсивности, позволяет получить интерференционную картину как для компо35 ненты Е-|| электрического вектора

светового поля, параллельной плоскости пропускания поляризатора 1, так и для перпендикулярной компоненты Е „ Другими словами поляризатор 1 осуществляет пространственное разделение эллиптически поляризованной суммарной отраженной волны на две части, которые после прохождения поляризатора 1 по пути из интерферометра распространяются во взаимно перпендикулярных направлениях.

Интерферометр.-может применяться для измерения прозрачности образцов изотропных материалов. Для этого ; исследуемый образец 9 помещают между зеркалами 3 и 5 интерферометра, В этом случае под параметром Т следует понимать произведение энергетических коэффипяентов пропускания анизотропной пластины 4 и образца 9,

Выполнение анизотропных пластин 2 и 4 с возможностью их синхронного поворота относительно оптической оси интерферометра и ориентирование

5

оптических осей тих пластин 2 и 4 параллельно или перпендикулярно друг другу позволяет обеспечить контролируемую регулировку величин максимумов отражения (яркостей интерферен- ционных полос) гфи сохранении эквидистантного расположения и симметричного профиля полос. Как следствие становится возможным, например, измерение потерь в фазовой пластине 4, в зеркале 5 и в изотропном образце 9, т.е. определение их качества. Такими же свойствами обладает интерферометр в котором с возможностью поворота вьтолнена дополнительная анизотропная пластина 2, а анизотропная пласт на 4 выполнена циркулярной,

Выбрр угла d между плоскостью пропускания поляризатора 1 и оптической осью дополнительной анизотропной пластины 2 согласно условию , R (в вариа :те с линейной анизотропной пластиной 4) или согласно условию sin 2 R, (в варианте с циркулярной анизотропной пластиной 4) позволяет увеличить отдельные максимумы отражения за счет уменьшения влияния не- селективньк потерь. Это важно при использовании предлагаемого интерферометра для частотной селекции в лазерах с малым усилением, так как в результате уменьшения потерь полезной мощности повышается эффективност преобразования многочастотного лазерного излучения в одиочастотное.

Формула изобретения

. :, 1 , Многолучевой интерферометр для спектральных и поляризационных измерений по авт,св, № 945641, о: т- личающийся тем, что, с целью расширения области применения путем определения качества оптичес-. ких элементов, он снабжен приспособлением для синхронного поворота анизотропных пластин относительно оптической оси интерферометра, анизотропные пластины ориентированы

062706

так, что их оптические оси паралле,-;,- нь или перпендикулярны друг другу, дополнительная анизотропная пластина выполнена в виде квазичетвертьволновой линейной фазовой пластины.

2,Интерферометр по п,1, о г л и- чающийся тем, что анизотроп-. ная пластина выполнена в виде квази1Q четвертьволновой линейной фазовой пластины,

3,Интерферометр по пп,1 и 2, отличающийся тем, что,

с целью повышения эффект1свности при 15 исггользовании интерферометра для частотной селекции в лазерах с малым усилением, дополнительная анизотроп-. ная пластина установлена так, что угол -Ь(. между плоскостью пропуска- 20 ния поляризатора и оптической осью этой пластины удовлетворяет условию

cos 2. R, R, ,

где R

R, R энергетические коэффициенты отражения зеркал;

Т - энергетический коэффициент пропускания анизотропной пластины,

4, Интерферометр по п,1, о т л и- чающийся тем, что анизотроп- ная пластина выполнена в виде циркулярной пластины типа ячейки Фарадея, а дополнительная анизотропная пластина установлена так, что угол d. между плоскостью пропускания поляриэа- тора и оптической осью этой пластины удовлетворяет условию

siiT 2о R, R ,

где R. R . T j

R, и R2 - энергетические коэффициенты отражения зеркал ,

Т - энергетический коэф- фициент пропускания .

анизотропной пластины.