, т 1
Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано, в частности, для спектральных измерений в интерферометрии высокого разрешения и для управления: частотой излучения (для частотной се/юкдии) в перестраиваемых лазерах, а также для вь сокоточных поляризационных измерений при исследовании антизотропных оптических материалов и для управления поляри- ,д зацией в модуляторах оптического излучения и других системах.
Известен многолучевой интерферометр, используемый в качестве селективного отражателя и содержащий два зеркалачастйчно прозрачное переднее и высокоот ражающее (глухое) заднее, установленные последовательно на пути светсеых дучей. Специальная ксиструкпия переднего 20 кала интерферометра позвол5 ет трансфори мировать амппктуцу и фазу отраженного луча нулевого порядка и получать интерференниснную картину с требуемыми характеристиками: резкостью, контрастом и асимметрией полос Elj.
Оронако функциональные возможности интерферометра ограничены, поскольку в нем невозможно управление поляризацией .света, а управление характеристиками интерференционной картины недостаточно эффективно и не оперативно. Кроме того, интерферометр сложен в изготовлении.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является многолучевой интерферометр для спектральных и поляризационных измерений, содержащий по- . следовательно расположенные на одной оптической оси поляризатор, первое зеркало, анизотропную пластину и второе зеркало. Интерферометр содержит также второй поляризатор 2.
Недостатком интepфepo eтpa является то, что он не Может использоваться по назначению в тех случаях, когда вторым зеркалом является непрозрачный (или доступный только с одной стороны) объект, гак как интерферометр предназначен для измерений только в проходящем свете. В частности, интерферометр может быть испогаь.зован при разработке спектральных приборов высокого разрешения, однако с его помощью, например, трудно обнаружит слабую спектральную линию на фоне интен сивно соседней лшгаи из-за низкого контраста получаемой в проходящем свете ин терференционной картины. При этом свето ;сила интерферометра мала из-за потерь, вносимых вторым поляризатором, что также ограничивает применение, этого интерферометра, особенно для управления часто той в перестраиваемых лазерах. Кроме того, в интерферометре невозможна плавная регулировка контраста, асимметрии и ширины интерференционных полос, которая бы давала возможность ис пользовать один и тот же интерферометр, в зависимости от характера получаемой интерференционной картины (аппаратной функции)и цля спектральных измерений, и для измерения величины анизотропии ис следуемых материалсй, и в качестве частотного дискриминатора и т.д. Цель изобретения - обеспечение воэможности спектральных и поляризационных измерений в отраженном свете, а также обеспечение плавной регулировки контраста, асимметрии и ширины интерференционнЁлх полос. Поставленная цель достигается тем, что многолучевой интерферометр снабжен дополнительной анизотропной пластиной, установленной между поляризатором и пер вым зеркалом. Кроме того, обе анизотропные плжтины выполнены в виде фазовых пластин, вносящих между собственны ми поляризациями фазовые сдвиги f-i и . удовлетворяющие соотношениям: : |si«vpjsiv,/9invfa/ i, где Ч - фазовый сдвиг дополнительной фазовой пластины} ш - фазовый сдвиг основной фазовой плас1т1ньц R - коэффициент отражения первого зеркала; оптические оси фазовЬос пластин ориентированы перпендикулярно оптической оси инте рфер ометр а. Причем фазовые пластины выполнены с возможностью поворота относительно оптической оси интерферометра , На фиг. I и 2 изображены варианты предлагаемого устройства; на фиг. 3 схема, поясняющая работу устройства. Интерферометр содержит последовательно расположенные поляризатор I, дополнительную анизотропную пластину 2,первое зеркало 3, основную анизотропную пластину 4, второе зеркало 5. С целью уменьшения количества деталей зеркало 5 нанесено на анизотрогшую пластину 4 (фиг. I и 2), а зеркало 3 нанесено на анизотропную пластину 2 (фиг. I) или анизотропную пластину 4 (фиг. 2). В качестве анизотропных пластин 2 и 4 служат фазовые пластины, т.е. оптические элементы, анизотропно влиякшие на фазу световой волны, а именно: вносящие известную разность фаз между собственными поляризаторами, которые являются ортогональными (линейными или круговььми) компонентами поляризации светсеой волны. Анизотропные пластины 2 и 4 вь полиены в виде линейных фазовых пластин, например, из одноосного кристалла или типа ромба Френеля, в которых свет, поляризованный линейно и в взаимно перпендикулярных выделенных направлениях, распространяется с различной скоростью, в результате чего между собственными поляризациями возникает сдвиг по фазе. Анизотропные пластины 2 и 4 могут быть выполнены также в виде циркуляционных невзаимных элементе типа фарадеевского вращателя плоскосги поляризаций (ячейки Фарацея), в которых распространяется с различной скоростью свет, поляризсйанный по пршому и левому кругу, в результате чего межцу ортогональными круговыми поляризаторами возникает сдвиг по фазе. Пластины 2 и 4 закреплены в оправах. 6 и 7, обеспечивающих вращенне пластин вокруг оптической оси 8 интерферометра (фиг. I и 2). Для устранения паразитных огражений пшерхности фазовы:с пластин, свобопные ог отражающих покрытий зеркал, просвет лены. Параметры и f фазшьк пластин, характеризующие величину их анизотропии, выбраны согласно соотнощениям 7 -«/eiM%/ 4 и q fSlH4 2./5, где R - коэффшшент отражения пе{ вого зеркала 3, в котором Металлическая пленка с специальными диэлектрическими мвогослойниками может быть (с целью упрощения технологии изготовления) заменено на прссгой аиэлектрический многослойник. Зеркало 5 выполнено высокоот ражающим с коэффициентом огражения, предельно близким к единице. Интерферометр может быть снабжен приспособлением для изменения его оптической длины (не показано). Поляризатор I выполнен в виде пол$физационной приемы (типа призмы Глава). На фиг. 3 изображены (в плоскости, перпендикулярной к оптической оси 8 интерферометра): направление колебаний электрического вектора волны от внеш него источника, прошедшей через поляризатор I, направления оптических осей 2. и О А анизотропных пластин 2 и 4 и компоненты Б,/и Е Е и Ь электрического вектора эллиптически поляризованной отраженной волны, падающей на поляризатор 1с стороны зеркал 3 и 5 с пластинами 2и 4. Оптические оси О и О (фиг. 3) пластин 2 и 4 ориентированы перпенгшку- лярно к оптической оси 8 интерферометра под соответствууюшими углами о и (сА + р) к вектору EJJ , лежащему в плос- коетп пропускания поляризатора I. Интерферометр работает следующим .образом. Световая вол1а, прошедшая через поля ризатор I и пластину 2, по отношению к пластине 4 представляет собой сумму волн с ортогональными поляризациями (по отношению к пластине 4 из одноосного кристалла, обладающего двойным лу чепреломлением, такими волнами являются обыкновенная и необыкновенная волны) Эти волны, отражаясь от системы зеркал 3и 5 с пластиной 4 между ними, испытывают многодщгчевую интерференцию, а затем, пройдя в обратном направлении че рез пластину 2, интерферируют друг с другом. В результате изменяется поляризация света, и формируется интерферев:ционная картина, характеристики которой зависят от параметров:5, S, R и . Поляризатор 1, преобразуя изменение .пол5физаиии в кзменение ггатенсивности, позволяет интерференционз 1ую картину как для компоненты Е электрического вектора, параллельной ппоскоо- ти пропускания поляризатора I, так и дл перпендикулярной покомпоненты Е (причем одна интерференционная картина явля ется дополнительной по отношению к другой, так КПК потери света в системе ог сутствуют). 9 16 Таким образом, анизотропные плнсгиы 2 и 4 в сочетании с пол5физатором позволяют, управляя поляризацией свеа, регулировать амплитуды и фазы отраенных /учей всех порядков, включая уч нулевого порядка, что расширяет во&ожности управления характеристиками нтерференционной картины. Формула изобретения 1.Многолучевой интерферометр) для, спектральных и поляризациотых измере1- НИИ, содержащий последовательно расположенные на одно(г оптической оси поляризатор, первое зеркало, анизотропную пластину и второе зерка/1о отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности спектральных и поляризационных измерений в отраженном свете, он снабжен дополнительной анизотропной пластиной, установленной между поляризатором и первым зеркалом. 2.Интерферометр по п. I, отличающийся тем, что обе анизотропные пластины выполнены в виде фазовых пластин, Ш1ОСЯЩИХ межцу собственными поляризаторами фазовые сдвиги Ч и f, , удоелетворяюшие соотношениям: 5/SlHH / lH .-HH-,. где j - фазовый сдвиг дополнительной фазовой пластинь;; «р фазовый основной фазовой пластинь$ ( - коэффициент отражения первого зеркала, оптические оси фазовых пластин ориентированы перпеноику вфно к оптической оси интерферометра. 3.Интерферометр по пп. I и 2, отличающийся тем, что, с целью обеспечения плавной регулировки ксвтрас- та, асимметрии и ширины интерференционных полос, фазовые пластины выполнены с возможностью поворота относительно оптической оси интерферометра. Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе 1.Автометрия, 1975, вып. Э, с. 1О7. 2.Авторское свидетельство СССР № 545877, кл. Q О1 В 9/О2, 1.975 (прот1 гип).
8
;/ Фиг.З
