ИНТЕРФЕРОМЕТР С ФАЗОВОЙ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКОЙ Советский патент 1970 года по МПК G01B9/02 G02B5/18 

Известны интерферометры с амплитудной дифракционной решеткой, содержащие источник света, объективы в осветительной и приемной частях, дифракционную решетку и регистратор.

Предлагаемый интерферометр позволяет получать контраст изображения, близкий к единице, для схем интерференции нулевых и первых порядков. Он отличается от известных тем, что в приемной его части установлена фазовая дифракционная решетка с треугольным штрихом, которая в вершине штриха вносит дополнительную разность хода в половину длины волны. Отношение ширины штриха к периоду равно 0,75.

Работает интерферометр следующим образом.

Источник света помещают в фокальной плоскости основного объектива приемной части прибора. Из объектива идет плоская световая волна.

В рабочей плоскости прибора устанавливают непрозрачную диафрагму с двумя отверстиями. Одно из них ограничивает рабочее поле прибора, другое - поле сравнения. В рабочем поле иаходится оптическая неоднородность, вносящая дополнительную разность хода световых лучей, которую надо измерить с помощью нрибора. Основной объектив приемной части прибора сводит лучи в фокус. Вблизи второй фокальной плоскости основного объектива приемной части прибора расположена дифракционная решетка, а за ней - экран, на который проецируется изображение рабочего поля и поля сравнения.

После дифракционной решетки каждый из световых ПУЧКОВ расщепляется на множество дифракционных максимумов. Нулевой максимум распространяется так же, как распространялся бы свет при отсутствии дифракционной решетки. Остальные максимумы отклонены от нулевого на некоторый угол.

ПОСКОЛЬКУ изобрал ения когерентны, то при наложении имеет место обычная интерференционная картина, характерная для ДВУХ лучевых интерферометров. Она позволяет измерять разность хода световых лучей, вносимую исследуемой неоднородностью.

Качество интерЛеренционной картины зависит от амплитуд интерферирующих волн. Для больптей освещенности амплитуды волн должны быть достаточно велики, а для достаточно высокой контрастности полос амп.яитуды должны быть близки друг другу. При этолг необходимо, чтобы решетка для оптимальных условий И1 терфереицип ДВУХ схем нулевого и первого порядков и плюс и МИНУС первого порядков была одной н той же. Для этого в решетке интенсивности илюс и первого и нулевого изображений должны быть равны. Для соблюдения вышеупомянутых условий отношение ширины штриха к периоду решетки должно быть иримерно 0,75, а дополнительная разность хода, вносимая в максимуме штриха, - около половины длины световой волны. При этом контраст картины интерференции плюс и минус первого изобрал ений равен единице, а освещенность в максимумах полос - 11,5 условной единицы. При интерференции нулевого и первого изображений контраст не хуже 0,99, а интенсивность - 11,5 условной единицы. Таким образом, освещенность картины по сравнению с амплитудной рещеткой улучшается в 1,7 раза для интерференции 0-1 изобралсений и в 2,9 раза для интерференции -f 1-1 изображений. Кроме того, AJjH О-1 изображений контраст картины повышается с 0,91 до 0,99 (везде расчет ведется для тонкого источника света). Важно, что почти единичный контраст достигается с одной решеткой в двух схемах интерференции. Предмет изобретения Интерферометр с фазовой дифракционной решеткой, содерл ащий источник света, объективы в осветительной и приемной частях, дифракционную решетку и регистратор, отличающийся тем, что, с целью получения контраста изображения, близкого к единице, для схем интерференции нулевых и первых порядков, в приемной части прибора установлена фазовая дифракционная решетка с треугольным штрихом, которая в вершине штриха вносит дополнительную разность хода в половину длины волны и имеет отношение ширины штриха к периоду, равное 0,75.