Голографическое устройство для измеренияпАРАМЕТРОВ МиКРООб'ЕКТОВ Советский патент 1981 года по МПК G03H1/04 

1

Изобретение относится к голографической технике, а точнее к голографической микроскопии.

Известны голографические микроскопы, предназначенные для измерения параметров исследуемь х микрообЪектов по их голографическим изображениям, содержащие источник когерентного излучения, схему записи с предварительным увеличением и восстановления голограммы исследуемых микрообъектов, а также проецирующую оптическую систему (систему наблюдения), например окуляр, который можно перестраивать по глубине и перемещать по полю зарегистрированной сцены 1.

Известны также устройства для измерения объемных распределений А/1икрочастиц (дисдрометры) по их действительным голографическим изображениям, содержащие источник когерентного излучения, схему записи с предварительным увеличением и восстдновления голограммы исследуемых микрочастиц и проецирующую оптическую систему, например на мищень телевизионной системы 2.

Недостатком известных устройств является большая погрещность измерения параметров исследуемых микрообъектов по

глубине зарегистрированной сцены, обусловленная в основном невысокой точностью наведения на нужную плоскость сечения и шумами расфокусированных изображений микрочастиц, находящихся вблизи исследуемого сечения зарегистрированной объемной сцены.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является голографическое устройство, которое применяется для изучения внутренней структуры 1водоросли диатомеи, содержащее источник когерентного излучения, схему записи с предварительным увеличением, схему восстановления голограммы исследуемых микрообъектов, диффузный экран, расположенный в области локализации восстановленного изображения, и проецирующую оптическую систему. Данное устройство позволяет после регистрации голограммы микрообъектов изучать их действительное изображение послойно , просматривая последовательно

все сечения зарегистрированной объемной сцены на диффузном экране 3.

Недостатком известного устройства является необходимость перемещения голограммы на стадии восстановления (относительно восстанавливающего пучка) для последовательного наблюдения на диффузном экране различных сечений зарегистрированной объемной сцены, что вносит существенную погрешность при измерении параметров исследуемых микрообъектов.

Цель изобретения - повышение точности измерения параметров) микрообъектов.

Указанная цель достигается тем, что в известное голографическое устройство для измерения параметров микрообъектов, содержащее источник когерентного излучения, схему записи с предварительным увеличением, схему восстановления голограммы исследуемых микрообъектов, диффузный экран, расположенный в области локализации восстановленного изображения, и проецирующую оптическую систему, экран выполнен в виде системы последовательно установленных жидкокристаллических пленок, каждая из которых подключена к коммутатору.

На чертеже схематично изображено пред лагаемое устройство.

Устройство содержит источник 1 когерентного излучения (лазер), светоделитель 2, конденсор 3, исследуемый микрообъект 4, микрообъективы 5 и 6, фотопластинку (голограмму) 7, непрозрачный экран 8, систему 9 жидкокристаллических пленок с электрически управляемой прозрачностью, проецирующую оптическую систему (окуляр) 10, микрофотонасадку (фотоаппарат) 11 и коммутатор 12.

Устройство работает следующим образом.

Луч лазера 1 делится светоделителем 2 на сигнальный 1 и опорный И. Сигнальный луч освещает через конденсор 3 исследуемый микрообъект 4, а микрообъектив 5 создает его увеличенное действительное изображение, которое вместе с опорным пучком, образованным микрообъективом 6, регистрируется на фотопластинке 7. После фотохимическойобработки полученную голограмму 7, повернув на 180°, устанавливают на место экспонирования, что позволяет для восстановления действительного голографического изображения исследуемого микрообъекта использовать прежний опорный пучок 11 (сигнальный пучок 1 при этом перекрыт непрозрачным экраном 8). В области локализации действительного изображения исследуемого микрообъекта, восстанавливаемого с голограммы, расположена система жидкокристаллических пленок с электрически управляемой прозрачностью 9. Причем в .обычном состоянии система прозрачна для используемого излучения, а при подаче напряжения на соответствующую пленку она становится диффузной. Управляя прозрачностью пленок с помощью коммутатора 12, можно поочередно просматривать все необходимые сечения действительного голографического изображения исследуемого микрообъекта, регистрируя их, например

на (фотопленку с помощью окуляра и микрофотонасадки либо с помощью фотоаппарата 11.

Расположение в известном устройстве в области локализации действительного голографического изображения диффузного экрана, выполненного в виде системы последовательно расположенных жидкокристаллических пденок с электрически управляемой прозрачностью, позволяет известкому устройству сообщить ранее не присущие ему качества. Существенно повыщается точность измерения параметров исследуемых микрообъектов по получаемым с использованием предлагаемого устройства их действительным голографическим изображениям, поскольку для поиска отдельных сечений в исследуемом объеме не требуется перемещение ни голограммы, ни диффузного экрана, так как фокусировка на требуемое сечение осуществляется автоматически с помощью- коммутатора. Кроме того, несфокусированные изображения микрообъектов, находящихся вблизи изучаемого сечения, не вносят существенных помех, так как все пленки, кроме коммутируемой, прозрачны для используемого излучения.

Изготовлен и испытан макет предлагаемого устройства, в котором экран выполнен в виде стопы из 10 жидкокристаллических пленок с жидким кристаллом МББА, помещенных между стеклянными , пластинами толщиной 1 мм, с нанесенным на них электропроводящим покрытием SnOj которые подключены к коммутатору. Наблюдение и фоторегистрация воспроизводимого изображения голографируемого микрообъекта в фиксированных плоскостях, положение которых задается коммутатором, осуществляется путем подачи напряжения на соответствующую жидкокристаллическую пленку. Так как положение этих плоскостей стабильно с точностью 1 мкм, то имеет место повыщение точности измерений.

Формула изобретения

Голографическое устройство для измерения параметров микрообъектов, содержащее источник когерентного излучения, схему записи с предварительным увеличением, схему восстановления голограммы исследуемых микрообъектов, диффузный экран, расположенный в области локализации восстановленного изображения, и проецирующую оптическую систему, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения параметров микрообъектов, экран выполнен в виде системы последовательно установленных жидкок|рИсталлических пленок, каждая из которых подключена к коммутатору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Оптическая голография. Практические применения. Под ред. В. М. Гинзбург и Б. М. Степанова. «Советское радио, 1978, с. 100-121.

2.Применение лазеров. Перев. с англ, под ред. В. П. Тычинского, «Мир, 1974, с. 34 - 43.

3.Ellis G. W. Holomicrography: transformation of irtlage during reconstruction apostarioPY, «Science. 1966, 154, p. 1195.

У