Способ определения неоднородных перемещений Советский патент 1990 года по МПК G01B9/21 G01B11/16 

Изобретение относится к интерференционным измерениям, а конкретно к голо- графической и спектр-интерферометрии, и может найти применение при исследовании плоских неоднородных перемещений объектов.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет снижения влияния величины помех на вид интерференционной картины.

Способ осуществляется следующим образом.

На исследуемый объект наносят отражающее дифракционное покрытие в виде высококачественного растра и подвергают объект деформации. При этом растр, нанесенный на объект, тоже деформируется и несет информацию об измененном состоянии объекта. Далее выполняют копию деформированного растра, например, в виде отражающей металлизированной рельефной реплики из полимерного материала. Полученная копия имеет тот же вид и несет ту же информацию, что и деформированный растр на исследуемом объекте. Однако в отличие от реального объекта, который может иметь очень большие габариты, либо находиться в недоступном для проведения оптических исследований месте, копию можно исследовать в лабораторных условиях, устранив влияние помех в виде вибраций, рефракции и т,д. Поместив выполненую копию на виброзащищенную оптическую скамью, ее подобно реальному объекту освещают двумя плоскими волнами когерентного излучения, которые падают на копию симметрично относительно нормали к ее поверхности и направлены таким образом, чтобы дифрагированные копией растра волны были направлены по нормали к ее поверхности. В направлении распространения дифрагированных копий волн регистрируют

О

о

о

00 СП

м

интерференционную картину, По полученной таким образом интерференционнойу.картине и змеряют величину перемещений исследуемого объекта.

Копию растра можно получить голо- графическим способом. Для этого на по- в ерхность объекта с нанесенным растром-покрытием крепят, например, с помощью прозрачной промежуточной среды прозрачный фотоноситель. Объект освещают нормально падающей к его поверхности плоской волной когерентного излучения и записывают голограмму деформированного растра, причем делается только одна экспозиция. Дифрагированные растром волны, например плюс и минус первого порядков дифракции, образуют между собой угол 2а, где а-угол между волнами, используемыми при записи растра, т.е. на фотоносителе записывается деформированый растр удвоенной частоты по отношению к нанесенному на объект растру-покрытию.

Затем записанную одноэкспозицион- ную голограмму-копию освещают двумя плоскими волнами когерентного излучения, направленными под углом 7.0. к нормали к поверхности фотоносителя. В направлении нормали, по которому ведут наблюдение, распространяются две волны плюс и минус первого порядков дифракции соответственно от верхнего и нижнего освещающих пучков. Возмущения фаз световых волн приводят к интерференционной картине, в которой темные и светлые полосы являются изолиниями разностей фаз сопряженных порядков. Следовательно, сдвиги полос на интерферограмме вчетверо выше, чем на интерферограмме, полученной традиционным голографическим способом.

Запись на фотоноситель при копировании картины интерференции более высоких симметричных дифракционных порядков позволяет повысить чувствительность измерений в соответствующее число раз.

0

5

Таким образом, выполнение копии деформированного растра-покрытия и освещение его наклонными плоскими волнами позволяет повысить точность измерений за счет снижения уровня помех при исследовании копии в лабораторных условиях. Выполнение же копии растра голографическим способом также повышает чувствительность измерений, поскольку в образовании интерференционной картины дважды участвуют пучки сопряженных порядков дифракции.

Форму л а и 3 о бретени я

1. Способ определения неоднородных перемещений, заключающийся в том, что на поверхность исследуемого объекта наносят отражающий высокочастотный растр, после

деформирования объекта освещают растровую структуру двумя коллимированными пучками когерентного излучения, симметричными относительно нормали к деформированному растру и направленными так,

что дифрагированные волны распространяются по нормали к поверхности, и регистрируют в направлении распространения дифрагированных волн интерференционную картину, по которой определяют перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, растровую структуру получают путем снятия копии с нанесенного на поверхность объекта растра после деформации объекта.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью повышения чуствитель- ности измерений, копию выполняют на прозрачной, регистрирующей среде, закрепленной на поверхности объекта со стороны нанесенного на объект растра, путем ее освещения коллимированным пучком когерентного излучения, направленным по нормали к поверхности объекта.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании плоских неоднородных перемещений объектов. Целью изобретения является повышение точности и чувствительности измерений. На поверхность объекта наносят высокочастотный растр и после деформации объекта выполняют копию деформированного растра. Затем копию освещают двумя коллимированными пучками когерентного излучения,симметричными относительно нормали к поверхности и направленными так, что дифрагированные волны распространяются нормально к поверхности, регистрируют интерференционную картину и определяют по ней перемещение. Копия может быть выполнена голографическим путем. 1 з.п. ф-лы.