Способ исследования фазовых объектов Советский патент 1978 года по МПК G01B9/21 

I

Изобретение касается оптического приборостроения и может быть использовано при исследованиях слабых оптических неоднородностей в газовых течениях, жидкостях, тепловых потока процессах горения и т.д.

Известны различные способы исследования фазовых объектов, характеризукадихся незначительными фазовыми изменениями. В частности известен способ, заключающийся в формировании волного фронта, прошедшего п.раз через объект, и наложении его на волновой фронт сравнения. Однако для него характерны погрешности из-за фоновой засветки световыми пучками другой кратности просвечивания, а также из-за наложения на основную картину паразитных интерференционных картин, образованных при взаимодействИи фоновых световых пучков с частично когерентным им пучком сравнения. Многократное просвечивание объекта вызывает усиление фазовых искажений за счет несовершенства оптической системы. Это приводит к дополнительньвд погрешностям измерений.

Известен также способ исследовани Фазовых объектов путеп формирования

волного фронта, многократно прошедшего через объект, пространственной его фильтрации, наложения на волновой фронт сравнения и регистрации- полученной интерференционной картины на светочувствительном.слое. Этот способ позволяет существенно повысить чувствительность интерференционных изменений .

Однако для него характерны увеличение погрешностей измерений с увеличением числа прохождений волнового фронта через объект и существенное уменьшение интенсивности световых пучков, большой кратности просвечивания.

Целью изобретения является повьлиение чувствительности и точности измерений.

Это достигается тем, что создают нелинейный режим записи голограммы, например, с помощью фотоприемника, обладающего нелинейной характеристикой по отношению к регистрируемому сигналу, последовательно получают две голограммы, на одной из которых регистрируют объектный волновой, фронт, а на другой -волновой фронт, сформированный в отсутствие объекта, восстанавливают с любой из полученных голограмм во втором или более высоком порядке дифракции два, например, комплексно сопряженньлх волновых фронта и ими восстанавливают со второй; голограммы в направлении нормали к ней исследуемый волновой фронт и волновой фронт сравнения. При нелинейных условиях регистриру ют две голограь1мы, на одной голограмме фиксируют волновой фронт, прошедший через объект п раз, на другой волновой фронт той же кратности просвечивания, но в отсутствие объекта, т.е. волновой фронт, имекядий одинаковые фазовые искажения за счет несовер шенства оптики. Обе голограмги.ы устанавливают в сопряженные плоскости оптической теле-, скопической системы,; дающей увеличе™ ние l, освещают одну из голограмм (например полученную без объекта) в направлении нормали к ней плоской световой волной. Две восстановленные в t-m -ных порядках дифракции и име кщие фазовые искажения за счет оптики snfcn ( Ч - истинные фазовые искажения за счёт оптики) волны направляют на другую голограмму, Восстановленные в направлении норМали ко второй голограмме две безабер рационные комплексно сопряженные волны, характеризукяциеся фазовым распределением iTimfog (.foS истинное фазо вое распределение за счет объекта), используют в качестве исследуемой вол ны и волны сравнения для получения бе аберрационной интерференционной карти ны, повышенной в 2пгп раз Чувствитель ности. Использование копий голограмм, полученных путем контактного копирования, позволяет усилить эффект нелинейности при первичном копировании на хромированной желатине, т.е. восстановить волны не только в w-ном, но и в более высоких порядках дифракции. За счет увеличения отношения сигнал/шум во вторичных копиях, полученных на смоле, увеличивается точность измерений и улучшается качество получаемых картин. формула изобретения Способ исследования фазовых объектов путем формирования волнового фронта, многократно прошедшего через объект пространственной его фильтрации и наложения на волновой фронт сравнения, о тличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, создают нелинейный режим записи голограммы, например, с помощью фотоприемника, обладающего нелинейной .характеристикой по отношению к регистрируемому сигналу, последовательно получают две голограммы, на одной из которых регистрируют объективный волновой фронт, а на другой - волновой фронт, сформированный в отсутствие объекта, восстанавливают с любой из полученных голограмм во втором или более .высоком порядке дифракции два, например, комплексно сопряженных волиовых фронта и, ими восстанавливают со второй голограммы в направлении нормали к ней исследуемый волновой фронт и волновой:фронт сравнения.