Способ измерения углов отклонения лучей в фазовом объекте, зарегистрированном на голограмме Советский патент 1993 года по МПК G01B11/26 

Изобретение относится к области применения голографии в оптической обработке информации и может быть использовано для исследования прозрачных объектов.

Целью изобретения является повышение быстродействия измерений.

На чертеже изображена оптическая схеме устройства для реализации заявляемого еяасоба. .

Устройство содержит источники света 1, расположенные на одной прямой и эквидистантном расстоянии друг от друга, воло- хонные световоды 2. модуляторы 3, кммимирующий объектив 4. Элементы 1, 2, 3 4 образуют осветительную систему устройства. Кроме этого устройство содержит голограмму 5, приемную систему, включающую объектив 6. визуализирующую щель 7, расположенную в фокальной плоскости объектива б, коллимирующий объектив 8 и экран 10, оптически сопряженный с голограммой 5, и систему электронной обработки сигналов, включающую фотоприемник 11 и систему фильтров 12 для выделения электрического сигнала на определенных частотах. Фильтры 12 для выделения электрического сигнала на определенных частотах могут бить выполнены на основе емкостно-индуктивных элементов. Количество источников 1 определяется необходимым количеством измерений дискретных величин углов отклонения восстановленных лучей с голограммы. Расстояние между источниками света определяется интервалом между величинами измеряемых углов. Расстояние между источниками света не должно быть меньше разрешающей способности объектива 4. При использовании стандарт00

ю о

гО О 4

ных одномодовых волоконных световодов расстояние между источниками свете будет иметь величину 125 мкм, а ширина источников света 8-10 мкм.

Способ реализуется следующим образом. Модуляторами. 3. изменяют интенсивность входного излучения в световодах 2, например, с отличающимися частотами v ,V2 , V3,V4HV5, при этом яркости источников света 1 модулируются во времени с такими же частотами. Объективом 4 колли- мируют пучки света и освещают голограмму 5 одновременно всеми источниками сета. В первом порядке дифракции лучей перекрывают визуализирующей щелью 7 изображе- ния источников, сформированными волнами. Предположим, что источники света 1 визуализируют в плоскости экрана 10 области, оптически сопряженные объективами 6, 8 с областями голограммы, в которых восстановленные лучи отклоняются на углы а ,«2 , аз, а4 и as , соответственно. Так как голограмма освещена одновременно всеми источниками света, то в плоскости экрана 10 будут одновременно освещены все зоны, которые соответствуют зонам голограммы, лучи в которых отклоняются на углы а 1, а.ч , а.з, #4 и ад , так как каждый источник 7 визуализирует зоны голограммы с соответствующим углом отклонения восстановленных лучей. Хотя в плоскости экрана 10 одновременно визуа- лизируются сопряженные зоны голограммы, в которых лучи отклоняются на углы а 1, а а . и з , с 4 и a s .но освещенность в этих зонах будет промодулйрована во времени с частотами v 1, v 2 , v 3 . v 4 и v 5 соответственно. Это значит, что каждой зоне, соответствующей определенному дискретному углу отклонения, соответствует определенная дискретная частота модуляции освещенности. Предположим, что в точке А голограммы 5 необходимо измерить угол отклонения восстановленного луча. Для этого помещают в точку В, оптически сопряженную с точкой А, фотоприемник, преобразующий световой сигнал в электрический, и с помощью набора фильтров определяют .частоту электрического тока. Появление сиг0

нала I (vs) информирует о том. что лучи, восстановленные источником света с модуляцией освещенности Е (УЗ) , проходят через виэуалиэирующую щель 7. Это значит,

что в точке В теневая картина сформирована источником света. освещенность которого промодулйрована с частотой v 3 , т.е. 3-м сверху источником, а лучи света, дифрагированные в точке А при освещении другими источниками света, перекрываются щелью 7, и в формировании теневой картины в точке В не участвуют. Определив номер источника света, определяют угол отклонения

луча.

0 Таким образом, в заявляемом способе значительно быстрее измеряется угол отклонения восстановленного с голограммы луча, что повышает быстродействие измерений

и Форму л а изобретени я

Способ измерения углов отклонения лучей в фазовом объекте, зарегистрированном на голограмме, заключающийся в том, что освещают посредством объектива кол- лимированным пучком лучей голограмму, фокусируют посредством второго объектива пучки лучей после голограммы в плоскость щелевой диаграммы, формируют на экране посредством третьего объектива изображение голограммы, определяют угол отклонения лучей в фазовом объекте, зарегистрированном на голограмме, по угловому положению пучков лучей, восстановленных с голограммы, отличающийся тем, что. с целью повышения быстродействия измерений, устанавливают в передней фокальной плоскости первого объектива линейку точечных источников света, размещенных на эквидистантном расстоянии друг от друга с отличными одна от другой длинами волн, освещение голограммы производят одновременно всеми источниками света, модулируя яркость излучения источников во времени, определяют номер источника света при измерении частоты модуляции освещенности, а определение углов производят при измерении частоты модуляции в оптически сопряженной точке теневой картины.

5

0

5

0

5

Изобретение относится к области применения голографии в оптической обработке информации. Цель изобретения - повышение быстродействия измерений. Поставленная цель достигается в способе измерения углов отклонения лучей, восстановленных с голограммы при освещении набором точечных источников, а также при фильтрации изображений точечных источников щелевой диаграммой. Освещают голограмму одновременно всеми источниками света, а яркости источников модулируют с отличающимися частотами, угол отклонения восстановленного луча определяют при измерении частоты модуляции освещенности в теневой картине. 1 ил.