Голографический интерферометр Советский патент 1992 года по МПК G01B9/25 G03H1/04 

Изобретение относится к голографии, более конкретно к голографиирским интерферометрам для исследования фазовых неоднородностей, и может найти применение при исследовании потоков обтекания в аэрогидромеханике, тепломассопереносе. деформаций, дефектоскопии и аналогичных областях.

Известны спосообы и устройства для получения голограмм сфокусированного изображения с использованием в качестве опорного пучка части объектного, который усредняется по амплитуде и фазе диффузным рассеянием. В известных устройствах голограммы получают в сходящихся пучках, голографические интерферометры имеют повышенную вибростойкость

Недостатком их является необходи мость использования светоделителей (амплитудных или выделяющих неинформативную часть фоонтэ объективной волны) и оптических элементов для сведения свето- деленных пучков, что усложняет конструкцию интерферометров.

Известно также, что голографические интерферометры, в которых используются голограммы Денисгака, получаемые по одноосевой схеме, не содержат светоделителей и других оп гических элементов, используемых для сведения интерферирующих пучков

Наиболее близким к изображению является голографический интерферометр с голограммой Денисюка. Интерферометр содержит находящиеся на одной оптич - ской оси лазер, коллиматор, прозрачный объект, фокусирующую систему, регистрирующую среду и диффузный отражатель, расположенный за голограммой Однократно экспонированная юлограмма фазового объекта останапливает его контрастное изображение при наблюдении изображения в конусе углов Брэгга. Голограмма, полученная двойной экспозицией, восстанавливает интерферограмну сдвига при тех же условиях наблюдения. Описанное устройство с голограммой на встречных пучках типа Липпмана-Денисюка сохраняет преимущества известных устройств с голограммами в сходящихся пучках типа Габора, но конструктивно проще.

Недостатком устройства является сложность расшифровки интерферограмм сдвига несимметричных фазовых объектов

сл

С

XI

S3 XI

О

Цель изобретения - повышение качества восстанооленных изображений,

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 - элементы, формирующие точечный диффузный рассеиватель,

Топографический интерферометр содержит лазер 1, систему 2 очистки, расширения и коллимации лазерного пучка, фазовый объект 3, фокусирующую систему 4, регистрирующую среду 5, положительную линзу б, диффузный рассеиватель 7.

Первая экспозиция среды 5 производится без объекта 3 в рабочем пространстве интерферометра. Весь световой поток, прошедший среду 5, фокусируется линзой б на точечный диффузный рассеиватель 7, отраженный от рассеивателя световой поток возврщается линзой б на среду 5 и используется в качестве опорного, имеющего квазиплоскую форму волнового фронта, усредненного по фазе и амплитуде. При интерференции двух встречно направленных световых потоков в среде 5 регистрируется эталонная голограмма. Вторую экспозицию производят с фазовым объектом 3 в рабочем пространстве интерферометра.

Дифрагированная объектом 3 часть светового потока в фокусе линзы 6 проходит мимо рассеивотсяя 7, который в отом г.пучае отражает и рассеивает только нулевую составляющую объектного пучка. Опорный волновой фронт при второй экспозиции статистически эквивалентен опорному волновому фронту при первой экспозиции, но не содержит информации об объекте 3, поэтому при их интерференции образуется вторая голограмма которая содержит информацию только в объектном пучке. При восстановлении такой голограммы восстанавливается безсдвиговая интерферограм- ма ф.чзового объекта в полосах бесконечной ширины. Для получения голограммы в полосах конечной ширины регистрирующую среду 5 смещают мeждv экспозициями в ее плоскости, интерференционные полосы в восстановленной ингерферограмме перпендикулярны направдению смещения Ин- терферограмма в полосах конечной ширины образуется при восстановлении голограммы пространственно когерентным источником света, в полосах бесконечной ширины некогерентным.

Преимущество изобретения заключается в простоте реализации, что позволяет использовать стандартные теневые приборы в качестве интерферометров без

конструктивных изменений. Кроме того, голограммы, полученные на интерферометре двойной экспозицией, обладают свойствами голограмм сфокусированных изображений, полученных в сходящихся пучках, что

объясняется образованием интермодуляционных решеток при использовании диффу- зорно-рассеяниого опорного пучка и позволяет наблюдать интерферограмму на просвет.

На фиг.2 показан вариант выполнения

отражателя в виде поглощающего экрана с отверстием 8, за которым расположена фокусная диффузно-отражающая сферическая поверхность- 9.

Формула изобретения

Голографический интерферометр, содержащий последовательно расположенные на оптической оси лазер, систему расширения и коллимации пучка, фокусирующую систему, регистрирующую среду и диффузный отражатель, отличающий- с я тем, что, с целью улучшения качества восстановленных изображений, между регистрирующей средой и диффузорным отражателем установлена положительная линза, а-диффузный отражатель выполнен точечным и расположен в фокусе линзы,