Способ определения рельефа поверхности Советский патент 1991 года по МПК G01B9/02 G01B11/24 

Изобретение относится к области метрологии и может найти применение при бесконтактном контроле рельефа поверхности голографическими способами, основанными на использовании поглощающих сред.

Целью изобретения является расширение информативности способа за счет опредлеления абсолютного рельефа поверхности, т.е. абсолютной удаленности точек поверхности объекта от некоторой плоскости, включая как величину, так и направление ее рельефа,

Способ осуществляется следующим образом,

Объект помещают в прозрачную камеру, в которой находится резонансная среда, и освещают коллимированными пучками когерентного излучения с длинами волн АтиЛг. Для выполнения равенства пространственных частот регистрацию голограммы производят по схеме во встречных

пучках. Восстанавливают изображение объекта с зарегистрированной голограммы. Последняя восстанавливает две волны, амплитуды которых пропорциональны амплитудам отраженных от объекта волн Ат (где m 1,2), соответствующих длинам волн:

т-4Я-Ј-()

лт

Am Rm3me

(1)

где Rm - коэффициент отражения;

ат - амплитуда света, падающего на резонансную среду для освещения объекта;

5т - сдвиг фазы;

z- расстояние от поверхности резонан- Јной среды до точки объекта;

nm , АГт-действительная и мнимая части комплексного показателя преломления.

Интенсивность I интерфереционной картины, полученной в результате интерфеON Ю ЧЭ XI

ю

ренции двух- восстановленных волновых фронтов, имеет вид

I (A1+A2) ().(2)

После подстановки (1) в (2) и ряда преобразований получим5

„ -BTllQ-, -87TZ-Sl(Riai)2e И +(R2a2)eЛ2 +

/С1 , К2

№(41+)

+ 2 Ri R2 ai a2e™ k

х

П1

О)

(-5g---jg-).

Максимальную макс и минимальную мин интенсивности получают, когда косинус становится равным 1 и -1 соответственно. Из выражения (3) видно, что восстановленное изображение объекта покрыто системой интерференционных полос. По этой картине полос либо прямо с голо- графического изображения, либо с фотографии с помощью денистометра, матрицы фотоэлементов, телевизионного монитора измеряют распределение интенсивности интерференционных полос, в частности измеряют значения интенсивностей в максимумах и минимумах этих полос, а также расстояния между ними. Зная расстояния между максимумами (минимумами) полученной интерферограммы и глубинное расстояние Az, которое определяет относительное расстояние по высоте между соседними линиями, определяют рельеф поверхности. По значениям интенсивности в максимуме 1макс и минимуме мин интерференционных полос, используя формулу макс IMHH

Р

макс

+ I

мин

определяют контраст Р интерференционной картины, который в соответствии с вы- 40

ражением (3) в случае использования в качестве иммерсии поглощающей среды имеет вид

«112 ч , ,„ R232 - 1

(47rz(-Ј---Ј-) +

InRiai

)

(4)

Таким образом, контраст Р связан с абсолютным рельефом поверхности. Соответственно, расстояние между интерферен- ционными полосами указывает на относительную разность между точками поверхности объекта, а контраст этих полос характеризует абсолютную удаленность соответствующих точек объекта от границы раздела поглощающая среда - окружающая среда.

Формула изобретения Способ определения рельефа поверхности, заключающийся в том, что объект, помещенный в камеру, содержащую поглощающую среду, освещают объект колли- мированными пучками когерентного излучения и с длинами AI , Хг волн, восстанавливают полученную голограмму, осуществляют анализ интерференционной картины на восстановленном изображении и по распределению интерференционных полос судят об относительном рельефе поверхности, отличающийся тем, что, с целью расширения информативности за счет определения абсолютного рельефа поверхности, при анализе интерференционной картины дополнительно определяют значения интенсивности максимумов и минимумов этой картины, по значениям которых рассчитывают обсолютный рельеф поверхности.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения рельефа поверхности объекта. Цель изобретения - расширение информативности способа за счет обеспечения возможности определения рельефа поверхности. Для этого помещают объект в камеру, содержащую поглощающую жидкость, и освещают его двумя пучками когерентного излучения различных длин волн. Записывают голограмму обьекта.а при ее восстановлении регистрируют распределение интерферен ционных полос, по которому определяют относительный рельеф и их контраст, по которому определяют абсолютный рельеф.