Интерферометр для исследования поля в прозрачных средах Советский патент 1977 года по МПК G01J3/04 

1

Изобретение относится к оптико-физическим приборам и может найти применение при исследовании структуры, химического состава и динамики потоков в прозрачных средах, например, в физической газодинамике и плазмохимии.

Известен двухлучевой интерферометр, который позволяет исследовать структуру и динамику процессов по полю в прозрачных средах путем измерения смещения двухлучевых интерференционных полос 1.

Иедостатком указанного интерферометра является низкая чувствительность и точность измерения разности хода в двух нлечах интерферометра, равная приблизительно 0,05 длины световой волны. Такие параметры не могут удовлетворить современную технику измерений в области физической газодинамики. Ближайшим техническим решением к иредлагаемому является интерферометр для исследования состояния газов и паров металлов за ударной волной дисперсионным методом,в основу которого положена схема двухлучевого интерферометра Цендера-Maxa 2.

Этот интерферометр состоит из двух зеркал и двух светоделительных пластин, которые образуют ветви сравнения и рабочую. Этот интерферометр дает погрешности не менее 35-50% при измерении плотности газовых потоков при давлении ниже 1 мм рт. ст. Поэтому такой интерферометр не может быть использован при измерении структуры и динамики газоплазменных образований в диапазоне низких плотностей.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерений в белом свете и расширение диапазона измерений. Это достигается тем, что в предлагаемом интерферометре в ветви сравнения установлен двухлучевой интерференционный блок, состоящий из двух зеркал и плоскопараллельной пластины с двумя светоделительными иокрытиями, нанесенными на части обеих поверхностей пластины и не перекрываюигими друг друга по ширине, причем центры покрытий на пластине и зеркалах размеш,ены по углам правильного четырехугольника так, что одно покрытие пластины делит луч сравнения на два луча, a другое покрытие после отражения от зеркал пространственно их соединяет, a в рабочей ветви размещена компенсационная плоскопараллельная пластина.

На чертеже изображена оптическая схема интерферометра для исследования поля в прозрачных средах.

Луч света из осветителя 1 падает на разделительную пластину 2, на которой он рас щепляется на два когерентных и пространственно разделенных луча. Луч, отраженный от пластины 2, проходит в измерительной ветви

через зеркало 3, измерительную камеру 4 и соединительную иластину 5 н поиадает в ириемиую часть 6. Луч, нрошелТ,ший через нластииу 2, иосле ирохождения в ветви сравнения фазосдвигающего блока 7 и компенсационной камеры 8 делится покрытием на одной стороне пластины 9 на два луча, которые после отражения от зеркал 10 п И пространственно соединяются светоделительным покрытием на другой стороне пластины 9 и после отражения от зеркал 10 и соединительной пластины 5 попадают в приемную часть 6. Для выравнивания пути лучей в стекле в рабочую ветвь установлена компенсационная плоскопараллельная пластина 12.

Зеркала 3, 10, 11 и пластины 2, 5 и 9 установлены таким образом, что в приемной части наблюдается трехлучевая интерференционная картина полос равной толщины с местом локализации в объеме измерительной камеры 4.

Формула изобретения

Интерферометр для исследования поля в прозрачных средах, например, для определения полей плотности и химического состава в физической газодинамике и плазмохимии, содержащий два зеркала и две светоделительные пластин), которые образуют ветви сравнения и рабочую, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повыщения чувствительности н точности измерения в белом свете и расщирения диапазона измерений, в ветви сравнения установлен двухлучевой интерференционный блок, СОСТОЯН1ИЙ из двух зеркал и плоскопараллельной пластины с двумя светоделительными покрытиями, нанесенными на части обеих поверхностей пластины и не перекрывающими друг друга по щирине, иричем центры покрытий на пластине и зеркалах размещены по углам правильного четырехугольника так, что одно покрытие пластины делит луч сравнения на два луча, а другое покрытие после отражения от зеркал пространственно их соединяет, а в рабочей ветви размещена компенсационная плосконараллельная пластина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.В. Хауф, У. Григуль. Оптические методы в теплопередаче. Мир, М., 1973, с. 74-82.

2.Аэрофизические исследования сверхзвуковых течений, сборник под ред. Ю. А. Дунаева, Иаука, М.-Л., 1967, с. 74-104 (прототип).