Устройство для записи голографических интерферограмм Советский патент 1992 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к двухэкспозицион- ной голографической интерферометрии, и может быть использовано при исследовании вибраций объектов, в том числе вращающихся, и других процессов.

Известно устройство для записи голо- графических интерферограмм, содержащее оптическую схему записи голограмм, оптически связанную с выходом импульсного лазера, состоящего из оптически связанных, последовательно расположенных задающего генератора, включающего оптически связанные и последовательно установленные активный элемент с блоком запуска и питания и активный затвор с блоком запуска, и лазерных усилителей, блока синхронизации запуска активных элементов и электрооптического затвора.

Поскольку оба импульса генерируются лазером в пределах одного импульса накачки активных элементов, то диапазон перестройки временного интервала между двумя экспозициями в известном устройстве ограничен длительностью импульса накачки активных элементов, что ограничивает область применения известного устройства, поскольку при этом не обеспечивается исследование процессов, происходящихза промежуток времени, превышающий длительность импульса накачки активных элементов.

Известно голографическое устройство для измерения вибраций вращающихся объектов, содержащее оптическую схему записи голограмм, оптически связанную с выходом импульсного лазера, состоящего из оптически связанных и последовательно установленных активного элемента с блоХ|

со

ч Ю Os 00

ком запуска и питания и активного затвора с блоком запуска, блока синхронизации запуска активного элемента и электрооптического затвора с фазой вращения объекта.

Поскольку для повторной генерации лазера необходим достаточно большой промежуток времени, определяемый временем повторной накачки активного элемента, то временной интервал между двумя экспозициями в голографическом уртройстве также оказывается достаточно большим, что ограничивает область его применения, поскольку не позволяет исследовать процессы, происходящие за более короткий промежуток времени, затрудняет применение устройства даже при наличии низкочастотных помех, и приводит к большим погрешностям, связанным с механической нестабильностью оптических элементов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для записи голографических интерферог- рамм, содержащее оптическую схему записи голограмм, оптически связанную с выходом импульсного лазера, состоящего из оптически связанных и последовательно установленных одной группы активных элементов с блоком питания и блоком запуска и активного затвора с блоком запуска, блока синхронизации запуска активных элементов и активного затвора.

Поскольку в устройстве для повторной накачки активных элементов лазера необходим достаточно большой промежуток времени, то ему присущи следующие недостатки: ограниченность области применения, поскольку не обеспечивается исследование процессов, протекающих за более короткий промежуток времени, в связи с большим временным интервалом между двумя экспозициями затрудняется применение устройства даже при наличии низкочастотных помех и появляются большие погрешности, связанные с механической нестабильностью оптических элементов.

Целью изобретения является расширение области применения устройства и повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для записи голографических интерферограмм, содержащее оптическую схему записи голограмм, оптически связанную с выходом импульсного лазера, состоящего из оптически связанных и последовательно установленных одной группы активных элементов с блоком питания и блоком запуска и активного затвора с блоком запуска, блока синхронизации запуска активных элементов и активного затвора, введена оптически связанная с первой

группой активных элементов и активным затвором вторая группа активных элементов с блоком питания и блоком запуска, вход которого электрически связан с выходом блока синхронизации, при этом активные элементы установлены так, что плоскость, определяющая поляризацию излучения второй группы активных элементов, составляет угол 12 с плоскостью, определяющей

поляризацию излучения первой группы активных элементов.

Введение в импульсный лазер оптически связанной с первой группой активных элементов и активным затвором второй

группы активных элементов с блоком питания и блоком запуска, вход которого электрически связан с выходом блока синхронизации, и установка активных элементов так, что плоскость, определяющая

поляризацию второй группы активных элементов, составляет угол а -л /2 с плоскостью, определяющей поляризацию излучения первой группы активных элементов, обеспечивает генерацию двух лазерных

импульсов с временным интервалом между ними, перестраиваемым в более широком диапазоне в сторону меньших значений, что расширяет область применения устройства, поскольку обеспечивает исследование процессов, протекающих за более короткий промежуток времени, и повышает точность измерений за счет уменьшения погрешности, связанной с механической нестабильностью оптических элементов и всей

системы голографирования, путем уменьшения времени между двумя экспозициями. Устройство поясняется чертежом. Устройство для записи голографических интерферограмм содержит оптическую схему 1 записи голограмм, оптически связанную с выходом импульсного лазера 2, состоящего из оптически связанных и последовательно установленных первой группы 3 и второй группы 4 активных элементов

с блоками 5, 6 питания и блоками 7, 8 запуска и активного затвора 9 с блоком 10 запуска, блок 11 синхронизации запуска с исследуемым объектом 12 групп 3, 4 активных элементов и активного затвора 9. Активные элементы установлены так, что плоскость, определяющая поляризацию излучения первой группы 3 активных элементов, составляет угол а - л /2 с плоскостью, определяющей поляризацию излучения

второй группы 4 активных элементов.

Оптическая схема 1 записи голограмм включала опорный и объектный каналы. В объектном канале установлена линза, расширяющая излучение импульсного лазера 2

до размеров исследуемого объекта 12, которым служил стальной диск. В качестве активных элементов 3, 4 использованы рубиновые стержни диаметром 8 мм, длиной активной части 120 мм и с ориентацией оптической оси, близкой к 60° Блоками 5, 6 питания активных элементов 3, 4 служили блоки типа Накачка 3000 М. В качестве активного затвора 9 использован четвертьволновый электрооптический модуляционный элемент на основе кристалла КДР Z-среза. В качестве блока 10 запуска активного затвора 9 применялся блок питания БПЗ-2Л. Блок 11 синхронизации запуска активных элементов 3, 4 и активного затвора был выполнен на базе генераторов Г5- 56.

Принцип действия устройства состоит в следующем. В момент, соответствующий определенному состоянию объекта 12, блок 11 синхронизации через блок 7 запуска включает лампы накачки первой группы 3 активных элементов и с задержкой через блок 10 запуска включает активный затвор 9. Поскольку активные элементы установлены так, что плоскость, проходящая через оптическую и геометрическую оси группы 3 активных рубиновых элементов (она, например, расположена ортогонально плоскости чертежа) и определяющая поляризацию этой группы 3 активных элементов, составляет угол /2 с аналогичной плоскостью группы 4 активных рубиновых элементов (например, расположена в плоскости чертежа), то импульс первой группы 3 возбужденных активных элементов проходит через вторую группу 4 невозбужденных активных элементов почти без поглощения. При этом осуществляется первая экспозиция. Аналогично, когда при определенных задержках в момент, соответствующий требуемому состоянию объекта 12, блок 11 синхронизации через блок запуска 8 включает лампы накачки второй группы 4 активных элементов и через блок 10 запуска включает активный затвор 9, излучение второй группы 4 возбужденных активных элементов проходит через первую группу 3 невозбужденных активных элементов почти без поглощения, при этом осуществляется вторая

экспозиция.

Таким образом, временной интервал между двумя экспозициями можно варьировать в широком диапазоне, что значительно расширяет область применения устройства,

поскольку обеспечивает исследование процессов, протекающих за более короткий промежуток времени, в том числе обеспечивает время между двумя экспозициями вплоть до одного оборота вращающегося

объекта в широком диапазоне частот вращения и повышает точность измерений за счет уменьшения погрешности, связанной с механической нестабильностью оптических элементов и всей системы голографирования путем уменьшения времени между двумя экспозициями.

Формула изобретения Устройство для записи голографических интерферограмм, содержащее оптическую

схему записи голограмм, оптически связанную с выходом импульсного лазера, состоя- щего из оптически связанных и последовательно установленных одной группы активных элементов с блоком питания и блоком запуска и активного затвора с блоком запуска, блока синхронизации запуска активных элементов и активного затвора, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства и повышения точности измерений, введена оптически связанная с первой группой активных элементов и активным затвором вторая группа активных элементов с блоком питания и блоком запуска, вход которого

электрически связан с выходом блока синхронизации, при этом активные элементы установлены так, что плоскость, определяющая поляризацию излучения второй группу активных элементов, составляет угол а п /2 с

плоскостью, определяющей поляризацию излучения первой группы активных элементов.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к двухэкспозицион- ной голографической интерферометрии, и может быть использовано при исследовании вибраций объектов, в том числе вращающихся, и других процессов. Цель изобретения - расширение области применения устройства и повышение точности измерений. Новым в устройстве является введение оптически связанной с первой группой активных элементов и активным затвором второй группы активных элементов с блоком питания и блоком запуска, вход которого электрически связан с выходом блока синхронизации, при этом плоскость, определяющая поляризацию излучения второй группы активных элементов, составляет угол а Ti /2 с плоскостью, определяющей поляризацию излучения первой группы активных элементов. 1 ил. ел С