Устройство для получения голограмм мезооптического элемента для исследования ядерной фотоэмульсии Советский патент 1990 года по МПК G03H1/00 G03H5/00 

пуч

щт

ре,

1Л

пов

1зобретение относится к экспери- альной физике элементарных частиц

быть использовано в технике :овых детекторов, например в мезо- «еском фурье-микроскопе для ядер- фотоэмульсий.

1епъ изобретения - повышение раз- реш нощей способности голограммы путем

абберраций.

la чертеже изображено устройство получения голограмм. Устройство содержит систему 1 фор- мир вания сходящегося и расходящегося сов монохроматического света,

2 с секторным вырезом на сфе- слой 3 фотоэмульсии для записи

нанесенный на сферической грхности, прозрачный носитель 4 слор эмульсии в виде сплошного прозмен

и м0жет тре .опт ной

для

ЩТО 5КУ

гол) грамм.

рачного конуса с ограничивающими оптическими сферической и плоской поверхностями. Кроме того, на схеме обозначено: точка А, из которой выходят лучи расходящегося пучка света; точка О, в которой сходятся лучи сходящегося пучка света; расстояние L от точки А до слоя фотоэмульсии; радиус R сферической поверхности; радиус R сферы с секторным вырезом; толщина h слоя ядерной фотоэмульсии, которая будет просматриваться при помощи ме- зооптического фурье-микроскопа с го- лЪграммой мезооптического элемента с кольцевым откликом, изготовленном на предлагаемом устройстве.

Лучи сходящегося и расходящегося пучков света сформированно е в системе 1, пересекаются взаимно в месте

с:

О 00

о СА:

расположения секторного вьфеза в указанной шторке 2 и образуют интерференционную карт15ну в форме зонной пластины Френкеля. На слой фотоэмульсии попадает только та -часть зонной плас- .тины Френкеля, которая прошла через секторный вырез указанной шторки, {при этом.область с нулевыми простран- ственныкн частотами находится в се- редине секторного выреза в. указанной |шторке..

Устройство работает следующим образом.

Включают систему. 1 формирования сходящегося и расходящегося пучков света и проводят юстировку штор1си 2 с секторным вырезом и носителя 4 слоя фотоэмульсии со сферической наружной поверхностью. В процессе юстировки свет на слой 3 фотоэмульсии не попадает. Затем приводят во вращение носитель 4 слоя фотоэмульсии со сфери- ческой наружной поверхностью и проводят экспонирование слоя 3 фотоэйуль- сии последовательно, сектор за сектором. После экспонирования слой фотоэмульсии проявляют и после сушки получают голограмму, которая является эквивалентом мезооптического элемен- та с кольцевы откликом, причем голограмма вьшолнена на сферической поверхности. Полученную таким образом голограмму используют в мезооп- т :1ческом фурье-микроскопе для ядерной фотоэмульсии не только в качестве мезооптического элемента, но также в качестве иммер сионного конденсора.

Устройство позволяет обеспечить высокую разрешающую способность голограммы за счет уменьшения геометро- оптических аберраций. Одна из причин создающая аберрации в меридиональном сечении мезооптической голограммы с кольцевым откликом, устраняется путем перехода от плоского носителя голограммы к сферическому носителю. Второй источник аберраций устраняетс путем выбора оптимального положения следа частиць, в котором аберрации оращаются в нуль, по отношению к слою ядерной фотоэмульсии, просматриваемо при помощи мезооптической голограммы с-кольцевым откликом Так как величина указанных аберраций пропорциональ на Z(Z - координаты следа частиц отсчитываемой от медианной плоскости ядерной фотоэмульсии с Z 0), то оп

о

Q

5

5

тимальным исходным положением прямого следа частицы будет такое, когда след частицы находится в медианной плоскости ядерной фотоэмульсии. Поэтому центр сферического носителя мезооптической голограммы с кольцевым откликом должен располагаться в , медианной плоскости ядерной фото- эмульсии, т.е. на расстоянии li/2 от плоской поверхности стеклянного конуса, на сферической поверхности которого создается мезооптическая голограмма с кольцевым откликом, где h - толщина слоя ядерной фотоэмульсии. Третий источник аберраций связан с преломлением лучей света на границе раздела двух сред с различньми показателями преломления света и устраняется благодаря тому, что голограмма формируется на поверхности сплошного стеклянного блока, одна из рабочих поверхностей которого является плоской. На стадии просмотра ядерной фотоэмульсии между стеклянным блоком и ядерной фотоэмульсией находится тонкий слой иммерсионного масла, и преломления света на границе сред не происходит.

Все указанные три источника аберраций уменьшены до минимума в мезооптической голограмме с кольцевым откликом, поэтому такая голограмма дает разрешение, близкое к дифракционному пределу.

При помощи устройства можно изготовить голографические эквиваленты мезооптического элемента с кольцевым откликом, которые дают большое поле зрения в мезооптическом фурье-микроскопе для ядерной фотоэмульсии. Это достигается за счет того, что плоский носитель голограммы заменен на сферический, которьш имеет существенно меньшие (в 4 раза меньше) геометро-оптические аберрации, чем голограмма- на плоском носителе. Диаметр рабочего поля зрения при этом увеличивается во столько же раз (в 4.раза). Если диаметр рабочего поля зре- ия оставить без изменения, то размер голограммы мезооптического элемента с кольцевым, откликом можно уменьшить в 4 раза.

Пример. Радиус кривизны наружной сферической поверхности носителя голограммы с кольцевым откликом R 25 мм, расстояние от указанной голограммы до точки, из которой вы516

ходит расходящийся пучок манохромати- чессого света 1 150 мм. Толщина ядешой фотоэмульсии h 0,2 мм. Ко- эффщиент геометрического увеличения, который дает голограмма с кольцевым откликом, равен М 1/R 6:1. Угол секторного выреза равен 3°.

зготовленная при помощи данного устройства голограмма мезооптическо- го шемента с кольцевым откликом указанных размеров имеет рабочее поле зрешя диаметром 1,5 мм. Традиционный плоский мезооптический элемент с кол: цевым откликом размером около 100 мм создает рабочее поле зрения дианетром 1,5 мм.

Формула изобретения

| стройство для получения голограмм мезооптического элемента для исследован; 1Я ядерной фотоэмульсии, содер- жаЩ ге источник когерентного излучения , оптически связанный с системой формирования сходящегося и расходя- щегося пучков, оптические оси которых сведены в единую ось, и с выполненным с возможностью вращения вокруг

0

5

0 5

36

оси симметрии носителем фотоэмульсии для получения голограмм, непосредственно перед которым установлена шторка с секторным вырезом, при этом ось вращения носителя фотоэмульсии не совпадает с единой осью сходящегося и расходящегося пучков, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности голограммы путем уменьшения аберраций, носитель фотоэмульсии для получения голограмм выполнен в виде проз- рачного конуса с ограничивающими сферической и плоской поверхностями, при этом центр сферической поверхности и точка пересечения единой оси сходящегося и расходящегося пучков с осью вращенг я носителя фотоэмульсии для получения голограмм совпадают и расположены ниже ограничивающей плоской поверхности на расстоянии h/2, где h - толщина слоя исследуемой ядерной фотоэмульсии, причем слой фотоэмульсии для голограмм нанесен на наружную сферическую поверхность носителя, а шторка с секторным выре зом выполнена на сфере.

Изобретение относится к экспериментальной физике элементарных частиц и может быть использовано в технике трековых детекторов, например в мезооптическом Фурье-микроскопе для ядерной фотоэмульсии. Цель - повышение разрешающей способности голограммы путем уменьшения аберраций. Устройство содержит систему формирования сходящегося и расходящегося пучков монохроматического света, слой фотоэмульсии на носителе со сферической наружной поверхностью и плоским основанием, шторку на сфере с секторным вырезом. При этом точка, где сходятся лучи сходящего пучка света, совпадает с центром сферической поверхности носителя и находится ниже плоского основания носителя со сферической наружной поверхностью, а носитель выполнен с возможностью поворота вокруг оси, которая проходит через указанную точку схождения пучка света. 1 ил.