Интерферометр сдвига Советский патент 1974 года по МПК G01B9/02 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительным приборам и может быть использовано в лабораториях для линейных, угловых и рефрактометрических измерений, изучения газодинамических и термодинамических полей, взрывов, концентраций растворов и смесей и т. п.

Известные интерферометры сдвига, за исключением пластинчатых, имеют постоянный или, в лучшем случае, дискретно изменяющийся сдвиг. Величина сдвига у этих интерферометров, как правило, невелика (от сотых долей до 10 мм).

Предложенный интерферометр отличается от известных тем, что в нем устройство сдвига волновых фронтов помещено вблизи уменьшенного изображения объекта и выполнено с возможностью поступательного перемещения вдоль оптической оси. При этом сохранено наиболее выгодное с точки зрения величины аберраций расположение устройства сдвига в параллельных световых пучках. Эти отличия позволяют плавно изменять сдвиг от нуля до величин, сравниваемых с размером рабочего поля интерферометра.

На чертеже-показана принципиальная схема интерферометра.

Свет от источника 1, помещенного в переднем фокусе осветительного объектива 2, параллельным пучком падает на объект исследования 3. Прошедший сквозь объект и искаженный им световой пучок собирается длиннофокусным объективом 4 в его задней фокальной плоскости р4, совмещенной с передней фокальной плоскостью fs короткофокусного объектива 5. Этот объектив вновь преобразует падающий на него расходящийся световой пучок в параллельный и направляет его на устройство сдвига 6. Одновременно объектив 5 вместе с объективом 4 образует уменьшенное изображение 7 объекта, расположенное вблизи задней фокальной плоскости объектива 5.

Сдвиговое устройство расщепляет падающую на него световую волну на две, расходящиеся под углом 6 одна к другой. В качестве устройства сдвига может быть использовано любое из известных приспособлений для углового расщепления световых лучей. Объектив 8 формирует на экране 9 раздвоенное изображение объекта. В области переналожения изображений наблюдаются интерференционные полосы, характеризующие разность фаз мел-еду точками волновых фронтов, разделенными расстоянием сдвига d.

Перемещение устройства сдвига вдоль оптической оси приводит к изменению сдвига d согласно формуле

f a-if + f,

/.,

где б - угол расщепления лучей устройстством сдвига;

/4 - фокусное расстояние длиннофокусного объектива 4;

/S - фокусное расстояние короткофокусного объектива 5;

/ - расстояние от задней главной плоскости объектива 5 до точки расщепления лучей устройством сдвига;

а - расстояние от объекта до передней главной плоскости объектива 4.

Величина сдвига в больщой степени зависит от значений фокусных расстояний объективов 4 и 5. Так при выбранном соотношении оказывается, что положение объекта исследования относительно системы с совмещенными фокусами мало влияет на величину сдвига и наоборот, изменяя величину /, можно эффективно изменять величину сдвига от нуля до величин, сравнимых с размером рабочего поля интерферометра.

Плавное изменение величины сдвига в больших пределах позволяет значительно расширить перечень измерительных задач, решаемых с помощью интерферометров сдвига.

Для изучения отклонений от плоскостности зеркальных объектов и для удвоения чувствительности при рефрактометрических исследованиях интерферометр может быть выполнен по автоколлимационной схеме.

Предмет изобретения

Интерферометр сдвига, содержащий источник света, осветитель коллиматорного типа, оптическую систему, состоящую из длиннофокусного и короткофокусного объективов с совмещенными фокусами, устройство- сдвига волновых фронтов и приемную часть, отличающийся тем, что, с целью получения переменного, непрерывно изменяющегося в щироких пределах сдвига, длиннофокусный объектив обращен к объекту исследования,. а устройство сдвига помещено за-короткофокусным объективом по ходу светового луча и выполнено с возможностью поступательного перемещения вдоль оптической оси.