Устройство для исследования фазовых объектов Советский патент 1991 года по МПК G01B9/21 

Ё

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к приборам для голографической интерферометрии. Цепь изобретения - увеличение точности измерений. В устройстве обработки голограмм между опорной и объектной голограммами установлен модулятор фазы световой волны, причем минимальная величина фазооой задержки модулятора A Imin п d, где п - показатель преломления модулятор.: d -- ero толщина, связана с с- щей частотой Уна голограммах соотношением: Л Imin (iM - (Mf- 1) А/2, где Я- длина волны источника света. 1 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к приборам для голографической интерферометрии.

Цель изобретения - увеличение точности измерений.

На чертеже представлена оптическая схема устройства.

Устройство содержит осветительную систему, включающую источник света 1, телескопическую систему, образованную отрицательной линзой 2 и положительной линзой 3, жидкокристаллический модулятор 4 фазы световой волны, опорную и объектную голограммы 5, 6 установленные последовательно, между которыми размещен жидкокристаллический модулятор 4.

Приемная система устройства включает телескопическую систему, образованную объективами 7, 8, узел фильтрующей диафрагмы 9, установленный в фокальной плоскости объектива 7, и матрицу фотоэлементов 10, которая оптически сопряжена с объектной голограммой. Матрица фотоэлементов Юсоединенз с электронной системой 11 измерения разности фаз электрических сигналов.

Устройство работает следующим образом.

С помощью источника света 1 (например, гелий-неонового лазера) и телескопической системы формируется коллимирован- ный пучок света и освещается голограмма 5 (например, опорная голограмма). На голограмме 5 свет дифрагирует в нулевой (пря- мопрошедший пучок) и в первый (пучок, распространяющийся по нормали). Дифрагированные пучки проходят жидкокристаллический модулятор 4 под различными углами. Жидкокристаллическим модулятором осуществляют модуляцию фазы первоел о со

го и второго пучков света, причем минимальную величину фазовой задержки определяют согласно выражению

1

Almln

У1 -(Av)2

-1 -Л/2,

где А - длина волны излучения источника света; Almin n d; n - показатель преломления жидкокристаллического модулятора; I d - его толщина; v - несущая частота полос на голограммах 5, 6.

Пучок света, дифрагированный на голограмме 5 в нулевой порядок, дифрагирует на голограмме б (например, объектной голограмме) в первый порядок и распространяется по нормали к голограмме 6. Второй пучок света, дифрагированный на голограмме 5 в первый порядок, дифрагирует на голограмме 6 в нулевой порядок и распространяется по нормали к голограмме 6. С помощью обьектива 7 и узла фильтрующей диафрагмы 9 выделяются пучки света, дифрагированные в первый и нулевой порядок дифракции на голограмме 6. Объективом 8 пучки света коллимируются и в плоскости матрицы фотоэлементов 10 наблюдается интерференционная картина, освещенность в которой меняется во времени согласно закона модуляции фазы жидкокристаллического модулятора 4,Обычно фазу модулируют так, чтобы освещенность интерференционной картины менялась по синусоидальному закону. Матрица фотоэлементов 10 преобразует световой сигнал в электрический, а с помощью электронной системы 11 измерений разности фаз электрических сигналов измеряют разность фаз следования световых сигналов в произвольной точке интерференционной картины и в невозмущенной точке интерференционной картины,

Применение жидкокристаллического

модулятора фазы световой волны позволяет исключить вибрации и колебания узлов устройства тем самым, устранить вибропомехи и увеличить точность измерений. Устранение трущихся деталей в устройстве позволяет повысить эксплуатационную стойкость устройства.

Формула изобретения Устройство для исследования фазовых

объектов, содержащее последовательно установленные осветительную систему, включающую источник света, телескопическую систему, опорную и объектную голограммы, и приемную систему, включающую телескопическую систему с узлом фильтрующей диафрагмы, матрицу фотоэлементов, соединенную с электронной системой измерения разности фаз электрических сигналов, о т- личающееся тем, что, с целью увеличения точности измерений, между опорной и объектной голограммами установлен модулятор фазы световой волны, причем мини- мальная величина фазовой задержки модулятора Almin n d, где n - показатель

преломления модулятора; d - его толщина, связана с несущей частотой v полос на голограммах соотношением

-н

A I min

где А - длина волны излучения источника света.