Способ контроля волнового фронта в оптических системах Советский патент 1990 года по МПК G01M11/00 G01B11/00 

Изобретение относится к оптической измерительной технике и может быть использовано при исследовании поперечных размеров фазовых неоднородностей волнового -фронта, прошедшего рассеиваемую среду, например оптические системы в приборостроении, реальную атмосферную трассу, в том числе и при наличии осадков и т.д.

Цель изобретения - расширение числа измеряемых параметров волнового фронта, прошедшего объект контроля, за счет определения поперечных размеров фазовых неоднородностей волнового фронта.

На чертеже показана схема, реализующая способ.

Схема содержит лазер 1 (тип ЛГ-38), расширяющий телескоп 2 (типа телескопа со скамьи ОСК-2, выходная апертура 16 мм), атмосферная трасса 3 с моросящим дождем длиной 138 м, вращающийся амплитудный экран 4 (диск с отверстиями 0 1 мм, средней плотностью 9 отверстий/см), переменная диафрагма 5 с изменением радиуса входного зрачка от 30 мм до 5 мм, телескоп 6 (типа Телескоп 25, производства Н/пр Карл

Цейс Йена,ГДР), плоскость 7 регистрации, удаленная на расстояние более 2 м от окуляра телескопа 6; точечные приемники В и 9 излучения (типа ФЭУ-38 с точечной диафрагмой), расположенные в симметричных относительно оптической оси точках, коррелятор 10 (типа X 6-4).

Способ осуществляется следующим образом.

Лазерное излучение от лазера 1 пропускают через телескоп 2, пропускают по атмосферной трассе 3, разбивают на ряд зон амплитудным экраном 4 при максимальной входной апертуре 5, телескопом 6 формируют частотную плоскость амплитудного экрана 4 и проецируют ее на плоскость 7 регистрации, в которой установлены приемники 8 и 9 излучения. Оптический сигнал в точках местонахождения приемников превращают в электрический и обрабатывают на -корреляторе К 6-4 в режиме измерения кросс-корреляционной функции сигналов от приемников 8 и 9, определяя корреляцию сигналов от приемников 8, 9 и дисперсию каждого сигнала D/.J , D/2.

сл

со со

О5

со

По отношению К-К1,чН(. определяют дисперсию волнового фронта пучка, прошедшего объект контроля на участке волнового фронта, равного размеру входного зрачка диафрагмы. После этого, изменяя размер входного зрачка А диафрагмы, вычисляют корреляцию при разных значениях диаметра диафрагмы, по вычисленным значениям находят аппроксимирующую экспоненциальную функцию f (Л), причем (Л)-(1-р)е;ср(--аЛ) + Р,

где Л -диаметр диафрагмы;

а, р - постоянные,

и определяют характерный размер фазовых неоднородностей, волнового фронта / по соотношению

.

Формула изобретения

Способ контроля волнового фронта в оптических системах, заключаюш,ийся в том, что пучок излучения пропускают вдоль оптической оси через контролируемую оптическую систему и экран с хаотически расположенными отверстиями, размещенный в плоскости выделения зон волнового фрон

та перпендикулярно оптической оси, далее фокусируют в частотную плоскость, изображение которой проецируют с помощью телескопа в плоскость регистрации, где регистрируют изменение интенсивности в не менее чем одной паре симметричных относительно оптической оси точек, по измеренным значениям интенсивности вычисляют величину корреляции, по которой определяют дисперсию волнового фронта, отличающийся тем, что, с целью расширения числа контролируемых параметров волнового фронта путем определения характерного поперечного размера фазовых неоднородностей волнового фронта, в плоскости выделения

5 зон волнового фронта световое поле диафрагмируют диафрагмой переменного диаметра, вычисляют корреляцию при разных значениях диаметра А диафрагмы, по вычисленным значениям корреляции находят аппроксимирующую экспоненциальную функ0 цию 1(А, причем

/(Л) (1-р)ел:р(-аЛ)+р, где а, р - постоянные, и определяют характерный размер фазовых неоднородностей волнового фронта I по соотношению

.

5

Изобретение касается определения характеристик светового поля, полученного в результате прохождения светового излучения через исследуемую оптическую систему. Цель - расширение числа контролируемых параметров волнового фронта путем определения поперечного размера фазовых неоднородностей волнового фронта. Это достигается тем, что дополнительно проводят диафрагмирование светового пучка в плоскости выделения зон волнового фронта диафрагмой переменного радиуса, вычисляют корреляцию при разных значениях диаметрра диафрагмы по изменению интенсивности в парах точек, симметричных относительно оптической оси, находят аппроксимирующую экспоненциальную функцию, по которой определяют поперечный размер фазовых неоднородностей. 1 ил.

LJL-l(Г г -f

Г I --У-li-Л- л