Интерферометр Советский патент 1992 года по МПК G01B9/02 

(Л

с

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к конструкциям интерферометров с дифракционными решетками, и может быть использовано при научных исследованиях и в производственных условиях для определения качества поверхностей изделий и неоднородностей в прозрачных средах. Цель изобретения - упрощение конструкции путем иного выполнения отражателя. Падающее излучение отражается от решетки, нанесенной на одну из поверхностей неплоскопараллельной прозрачной пластины, и распределяется по дифракционным максимумам. На противоположной стороне пластины выполнен отражатель в виде сплошного покрытия. В максимумах разных порядков образуются интерференционные картины с различной величиной сдвига, причем получение таких интерферограмм происходит одновременно. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, точнее к конструкции интерферометров с дифракционными решетками, и может быть использовано в научных исследованиях и в производственных условиях для исследования качества позерхно- стей изделий и неоднородностей в прозрачных средах.

Известны различные типы интерферометров, включающие разнесенные в пространстве зеркала и дифракционные решетки.

Наиболее близким к предлагаемому является интерферометр, содержащий непло- скопараллельную прозрачную пластину. На ее переднюю поверхность нанесена отра- жательно-пропускающая дифракционная решетка. На противоположную поверхность

нанесен отражатель. Он также выполнен в виде дифракционной решетки, причем эта отражательная решетка смещена относительно передней решетки.

Наличие двух дифракционных решеток, разнесенных в пространстве и смещенных одна относительно другой, усложняет конструкцию интерферометра. Изготовление такого прибора с двумя решетками требует тщательной юстировки и специального контроля в процессе изготовления, использования вспомогательных приспособлений. Это удорожает интерферометр. Наличие неизбежных погрешностей при выполнении двух (совместных) решеток приводит к появлению пространственных шумов в интерфе- рограммах. что ведет к ошибкам при анализе интерферограмм .и тем самым ухуд

ю со о

4 СО

шает эксплуатационные качества устройства.

Целью изобретения является упрощение конструкции, удешевление интерферометра и улучшение его эксплуатационных качеств.

Указанная цель достигается тем, что в интерферометре, включающем неплоскопа- раллельную прозрачную пластину с нанесенной на одну из ее поверхностей отражательно-пропускающей дифракционной решеткой и с отражателем на противоположной стороне пластины, отражатель выполнен в виде сплошного покрытия, нанесенного на всю поверхность.

Между пластиной и отражающими элементами дифракционной решетки может быть нанесено поглощающее покрытие, а на пропускающие элементы решетки - просветляющее покрытие. Это позволяет устранить блики, возникающие при многократном отражении излучения внутри пластины, и связанное с ними появление дополнительных дифракционных максимумов. Тем самым повышается контрастность интерференционной картины.

На фиг.1 изображен интерферометр; на фиг.2 - наложение волновых фронтов в двух дифракционных максимумах.

Интерферометр содержит неплоскопа- раллельную прозрачную пластину 1, нанесенную на одну ее поверхность отражательно-пропускающую дифракционную решетку 2, отражатель 3 в виде сплош- ногослоя,покрывающего

противоположную поверхность, поглощающее покрытие 4 и просветляющее покрытие 5, падающее излучение 6, излучение 7 и 8 отраженное (и дифрагировавшее) соответственно от решетки 2 и от слоя 3.

Интерферометр работает следующим образом.

Падающее излучение 6 отражается от решетки 2 и распределяется по дифракционным максимумам, причем направление аг на максимум m-ro порядка определяется выражением sin (02 -в) mA/d, где d - шаг решетки, Я - длина волны излучения. Излучение, отразившееся от слоя 3, при двойном прохождении пластины 1 в точке х, где ее толщина равна t(x), а показатель пре- ломления п, приобретает набег фазы 4 ж nt(x)/ Я . Выходя сквозь решетку 2 наружу, оно дифрагирует. Разность фаз между

и

10

15

20

25

30

35

40

45

50

лучами, вышедшими из соседних щелей и направленными в максимум m-ro порядка, равна

() d sin (аз - в) + 2 п (t(x + d) - t(x)).

Поэтому угол «з между падающим лучом и соседним лучом, направленным в m-й максимум, определяется выражением

sin (03 - &) ф т Я - 2 n(t(x + d) - t(x))

Видно, что ai &az. Кроме того, из сопоставления выражений для «2 и «з следует, что разность (од - Оз)для различных дифракционных максимумов различна. Следовательно, различна и величина смещения волновых фронтов, отраженных от решеток 2 и 3. Таким образом, в максимумах разных порядков образуются интерференционные картины с различной величиной сдвига, причем получение таких интерфёрограмм происходит одновременно.

Выполнение отражателя на задней поверхности пластины 1 в виде сплошного покрытия 3 вместо отражательной дифракционной решетки, к тому же строго съюстированной по отношению к передней решетке 2 (как в прототипе), делает конструкцию предлагаемого интерферометра более простой и дешевой по сравнению с известной. Устраняется возможность появления пространственных шумов в интерфе- рограммах ввиду ошибок в изготовлении и юстировке заднего отражателя, что имеет место в известном. Тем самым улучшаются эксплуатационные свойства прибора.

Формула изобретения

фиг.1

Фиг. г