Способ нахождения плоскости изображения когерентного источника света, создаваемого юстируемой оптической системой Советский патент 1991 года по МПК G01N21/47 

Изобретение относится к области юстировки оптических схем и может быть использовано, в частности, в системах оперативного контроля параметров атмосферы и других оптически прозрачных случайно-неоднородных сред, при настройке оптических схем.

Целью изобретения является увеличение точности юстировки оптических систем, формипующих изображение лазерного источника (а частности, за счет снятия ограничения на достигаемую точность).

На чертеже изображена схема реалиэа шли способа.

Конкретную реализацию способа проиллюстрируем на примере получения изображения лазерного источника с помощью телескопа в реальной атмосфере.

На схеме изображены источник 1, приемный телескоп 2, подвергающийся юстировке (он, в свою очередь, состоит из объектива 3 и окуляра 4), транспарант 5, представляющий собой диск диаметром 30 см и покрытый случайно расположенными отверстиями01 мм с плотностью ч40 отверстий в 1 см , область 6, в которой наблюдается совпадение дифракционных картин от совокупности отверстий в транспаранте, при этом дифракционная картина от отдельО

VJ ю со

CJ

ного отверстия повторяет среднюю интенсивность светового поля в этой области и испещрена спекл-структурой. Эту область можно рассматривать, например, через микроскоп 7. Ось вращения диска (она удалена от оптической оси на расстояние 10 см) обозначена позицией 8.

Способ реализуется следующим образом.

Излучение от лазерного источника (удаленного на расстояние 10 м от приемного телескопа 2) пропускают через транспарант 5, а затем - через приемный телескоп 2. В области 6 получают совпадение дифракционных картин от отдельных отверстий, для этого перемещением окуляра 4 добиваются наблюдения в области 6 четко выраженных колец в средней интенсивности спекл- структуры. После этого транспарант приводят во вращательное движение вокруг оси 8. В области 6 наблюдают вращение спекл- структуры вокруг некоторого центра. Плавным перемещением окупяра 4 добиваются совпадения центра дифракционной картины и центра вращения спекл-структуры. В этом случае изображение лазерного источника является наиболее «-етким и телескоп считают съюстированным.

Сущность изобретения заключается в использовании эффекта зращения спекл- структуры, созданной случайно-расположенными рассеивателями в плоскости изображения точечного источника при участии рассеивателей во вращении вокруг некоторого центра.

Эффект вращения индивидуальных спеклов в плоскости резкого изображения источника экспериментально исследован на установке, оптическая схема которой совпадает со схемой чертежа.

При экспериментальной проверке способа в экспериментальных по зондированию атмосферы оказалось, что он обладает также тем преимуществом, что позволяет юстировать оптические системы, вносящие существенные искажения в изображение источника, т.е. в случае, когда не удается добиться известного распределения типа картины Эйри при минимальном размере пятна (как это делается в аналогах или прототипе). Оказалось, что способ существенно удобнее при юстировке системы, работающей в реальной атмосфере, в случае наличия блужданий изображения лазерного

источника. Кроме того, оказалось, что при использовании данного способа требуется меньшее напряжение мышц глаза у обслуживающего персонала. Это связано с тем,

что в данном способе производится центровка динамической вращающейся спекл- структуры со статической осесимметричной картиной,

Таким образом, предлагаемый способ

прост в реализации, так как контролировать центрирование окружностей проще, чем определять минимальный размер пятна.

Предварительные эксперименты по автоматизации способа подтверждают возможность автоматизации процесса юстировки на основе предлагаемого способа с использованием стандартного промышленного оборудования типа фотоэлектронных умножителей, стандартных усилителей сигнала, коррелометров, и т.д. В этом случае нет потребности изменять базу между приемниками, если реализован корреляционный способ наблюдения за динамикой интенсивности.

Формула изобретения Способ нахождения плоскости изображения когерентного источника света, создаваемого юстируемой оптической системой.

заключающийся в том, что световой поток от когерентного источника света, прошедший через юстируемую оптическую систему, перекрывают транспарантом с отверстиями, перемещают оптические элементы системы

и определяют положение плоскости, в которой дифракционные картины от отдельных отверстий совпадают, формируя статическую дифракционную картину, отличающийся тем, что, с целью повышения

точности нахождения плоскости изображения, дополнительно приводят транспарант во вращение вокруг оси, проходящей от оптической оси юстируемой оптической систе- мы на расстоянии, большем радиуса

светового пучка в плоскости транспаранта, пои этом световой поток перекрывают транспарантом, выполненным с такой плотностью отверстий, что при любом положении транспаранта в световом пучке

находится не менее трех отверстий, и определяют положение плоскости изображения, в которой расстояние между осью вращения спекл-структуры и центром статической дифракционной картины минимально,

ча -о -ч

Изобретение может быть использовано, в частности, в системах оперативного контроля параметров атмосферы и других оптически прозрачных случайно-неоднородных сред, при настройке оптических схем. Целью изобретения является повышение точности нахождения плоскости изобретения. Излучение, проходящее через юстируемую систему, перекрывают транспарантом с отверстиями и определяют область, в которой дифракционные картины от отдельных отверстий перекрываются. Транспарант приводят во вращение вокруг оси, удаленной от оптической оси на расстояние, большее поперечных размеров светового пучка в месте установки транспаранта. Юстировку системы проводят перемещением элементов оптической системы либо перемещением плоскости регистрации до совмещения двух концентрических картин - вращающейся спекл-структуры и статической дифракционной картины. Транспарант выполняют в виде экрана со случайно расположенными отверстиями и такой плотностью отверстий, чтобы в каждый момент времени в освещенном пучке находилось не менее трех отверстий. 1 ил.