Способ измерения углов отклонения лучей в фазовом объекте, зарегистрированном на голограмму Советский патент 1992 года по МПК G01B11/26 

w

Ё

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при исследовании прозрачных объектов полиграфическим методом. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключения влияния оптических элементов на результаты измерения. При освещении n-м источником света на голограмме визуализируются зоны, соответствующие таким зонам фазового объекта, в которых пучки лучей не отклоняются. Выключают n-й источник и включают т-й источник света. При этом лучи восстановленные с зоны А, перекрываются щелью 5, а лучи с зони В визуализируются в плоскости 6. При этом угол отклонения лучей в фазовом объекте в зоне В определяется условным смещением источника света. 2 ил.

,. 1

XI ел

со ю

Оч

ю

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследований прозрачных объектов голо- графическим методом,

Известны теневые методы измерения углов отклонения лучей в фазовом объекте, зарегистрированном на голограмму.

Однако известные технические решения обладают недостатками. При реализации способа необходимо производить сканирование по длине волны, для чего используется спектральный прибор, например монохроматор, что усложняет реализацию способа, Кроме этого, при измерении углов отклонения лучей в различных визуализируемых зонах происходит перестройка (разворот) диспергирующего элемента спектрального прибора, т.е. используются механически сканирующие элементы, на точность которых налагаются очень высокие требования, что также усложняет реализацию способа. При обработке серии голограмм с различным периодами полос для каждой голограммы необходимо измерять величину периода и угол дифракции восстановленной волны, что тоже усложняет реализацию способа, Кроме всего этого использование дополнительного спектрального прибора приводит к увеличению погрешностей (погрешность определения длин волн при настройке и при измерении), что снижает точность измерения угла отклонения луча в фазовом объекте.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На фиг. 1 и 2 изображены оптические схемы устройства для реализации способа в двух положениях: при настройке и измерении угла отклонения лучей в визуализируемой зоне фазового объекта, зарегистрированного на голограмму соответственно

Устройство содержит линейку 1 точечных источников света, размещенных на заданном расстоянии друг от друга, первый объектив 2 для коллимирования лучей, голограмму 3, второй объектив 4, фокусирующий восстановленные лучи в плоскость щелевой диафрагмы 5, и экран 6, оптически сопряженный третьим объективом 7 с голограммой 4. Линейка 1 точечных источников установлена в передней фокальной плоскости объектива 2, причем плоскость, компланарная линейке 1 точечных источников и оптическим осям объектива, перпендикулярна щелевой диафрагме 5.

Способ реализуют следующим образом.

Голограмму 3 с зарегистрированным фазовым объектом устанавливают в устройство (фиг. 1 и 2) и производят настройку оптической схемы. Выбирают n-й, например, третий источник света и с помощью его формируют коллимированный пучок, которым освещают голограмму 3. В плоскости щелевой диафрагмы 5 с помощью второго объектива 4 формируют изображение источника в первом порядке дифракции на голограмме. Для устранения цветной визуализации из-за некогерентности излучения источников щель 5 ориентирована перпендикулярно полосам на голограмме, а

порядки дифракции расходятся в плоскости перпендикулярной плоскости чертежа. В плоскости экрана 6 наблюдают светящиеся зоны фазового объекта, зарегистрированного на голограмму 3, в которых угол отклонения лучей имеет строго определенную величину, которая определяется положением изображения точечного источника относительно щели 5. Смещают линейку 1 источников света вдоль направления ортотонально кромкам щели 5 до освещения невозмущенных зон в фазовом объекте, например зоны А. После этого настройка оптической схемы произведена, и линейка 1 зафиксирована в одном положении. При освещении n-м источником света на фазовом объекте визуализируются зоны, в которых лучи не отклоняются, т.е. . Выключают n-й источник и включают m-й источник света, например пятый (фиг. 2). При этом лучи,

восстановленные с зоны А, перекрываются щелью 5, а лучи с зоны В визуализируются в плоскости 6. При этом угол отклонения лучей в фазовом объекте в зоне В определяется угловым смещением источника света с

положения, при котором визуализируются невозможные зоны объекта в положении измерение, т.е. угловым расстоянием от n-го до m-ro источников. Так как источники установлены эквидистантно, то линейное

расстояние между ними I (n-m)l I, где I - расстояние между соседними точечными источниками. Таким образом, угол отклонения лучей в зоне В определяется по формуле

50

ЕВ

(n-m)l

Г

где f - фокусное расстояние первого объектива 2.

В приведенной формуле отсутствуют параметры голограммы, что позволяет при обработке серии голограмм с различными параметрами (например, с различным периодом) значительно проще измерять углы отклонения лучей в фазовом объекте, т.е. нет необходимости измерять параметры каждой голограммы. Фиксированное положение источников света позволяет просто и точно определить расстояние между ними, кроме этого отсутствует сканирование, что все способствует упрощению реализации способа. Исключение спектрального прибора, а также призмы Дове позволяет исключить аберрации и, тем самым, повысить точность измерений.

Таким образом, предлагаемый способ значительно прост в реализации, а та кже позволяет повысить точность измерений. Формул а и зобретения Способ измерения углов отклонения лучей в фазовом объекте, зарегистрированном на голограмму, заключающийся в том, что формируют посредством первого объектива коллимированный пучок лучей на голограмму, фокусируют посредством второго объекта пучки лучей после голограммы в плоскость щелевой диафрагмы, формируют на экране посредством третьего объектива изображение голограммы, определяют угол отклонения лучей в фазовом объекте, зарепг

Фт.2

гистрированном на голограмме по угловому положению пучков лучей, соответствующих невозмущенной и возмущенной зонам фазового объекта, зарегистрированного на голограмму, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, устанавливают в передней фокальной плоскости первого объектива с фокусным расстоянием линейку точечных источников

света, размещенных на заданном расстоянии I друг от друга так, чтобы плоскость, компланарная линейке точечных источников и оптическим осям объективов, была перпендикулярна к щелевой диаграмме, по

следовательно включают каждый из точен ных источников света, а угол е отклонения лучей в фазовом объекте определяют по формуле

,(n-m)l

n, m - порядковые номера точечных источников света, соответствующих наблюде- нию на экране невозмущенных и возмущенных зон фазового объекта.