Лазерный интерферометр

 

Изобретение относится к лазерной интерферометрии и может быть использовано для исследования слабых. фазовых неоднородностей. Целью изобретения является увеличение чувствительности измерений, без, перестройки оптических элементов. Изобретение позволяет расширить эксплуатационные возь ожности интерферометра за счет изменения чувствительности измерений без перестройки оптических элементов интерферометра, что достигнуто введением в опорный канал интерферометра резонатора, идентичного резонатору объектного канала. Это позволяет автоматически получать на входе оптического затвора для каждого пто импульса,, вышедшего из резонатора об-ьектного канала (кратность прохождения объекта 2п), когерентный ему опорный световой импульс. Причем разность хода между данными двумя импульсами равна , а соотношение интенсивности равно 1:1. Это, в свою очередь, приводит к возможности электронного управления чувствительностью измерений путем переключения коэффициента пересчета пересчетной схемы. 3 ил . &

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (}9) (11) (5l)5 С 01 В 9/021

Звала

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 15. !0. 90. Бюл. 11- 38 (21) 3977710/31"25 (22) 18.11.85 (7l) Институт физики АН БССР (72) Л.Е.Батай и Ф.Е.Зяэюля (53). 772.99(088.8) (56) F. Meigl, О.M.Friedrich.

А. Bougal.- Multiple - Pass nondiffuве Holographic InterfегоmetryXE.E. J° . guant. Electr, 1970, QE-6, Ф 1, р. 41-44..

Патент США В 35287l9, кл. 350-3,5, опублик. 11.9.70. (54) ЛАЗЕРНЫЙ ИНТЕРФЕРОИЕТР (57) Изобретение относится к лазерной интерферометрии и может быть использовано для исследования слабых . фазовых неоднородностей. Целью изобретения является увеличение чувстви" тельности измерений. без. перестройки оптических элементов. Изобретение позволяет расширить эксплуатационные возможности интерферометра за счет изменения чувствительности измерений без перестройки оптиЧеских элементов интерферометра, что достигнуто введенчем в опорный канал интерферометра резонатора, идентичного резонатору объектного канала. Это позволяет автоматически получать на входе оптического затвора для каждого и-ro импульса, вышедшего из резонатора объектного канала (кратность прохождения объекта. 2n), когерентный ему опорный световой импульс. Причем pasность хода между данными двумя импульсами равна нулю, а соотношение интенсивности равно 1:1, Это, в свою очередь, приводит к возможности электронного управления чувствительностью измерений путем переключения. коэффициента пересчета пересчетной схемы. 3 ил.

1405423

Изобретение относится к лазерной интерферометрии и может быть использовано для исследований слабых физических неоднородностей.

Целью изобретения является увели. чение чувствительности измерений без перестройки оптических элементов, На фиг. I приведена схема лазерного интерферометра с резонатором в оВо НоМ KBëàëe; на фиг. 2 — схема ла" эерного интерферометра, в котором резонатор опорного канала совмещен с резонатором объектного канала; на фиг. 3 — блок-схема блока управления оптическим затвором, Лазерный интерферометр содержит оптически связанные импульсный источник 1 когерентн о излучения, светоделитель 2, компенсатор 3 опти- 20 ческой разности хода лучей, образо.ванный призмами 4,5 пол- ого внутрен-" него отражения и полностью отражающиыи зеркалами 6 — 9. Объектный канал интерферометра содержит оптическую телескопическую систему 10 расширения пучке и.резонатор 11, состоящий из полупрозрачного плоского зеркала 12 и полностью отражающего плоского эер" кала 13, размещенных нормально к оптической ocë объектного канала.

Расстояние между зеркалами 12 и 13 таксво, что база L резонатора 11 свя.:. эана с длительностью Г„ „ импульса источника 1 когерентного излучения соотношением С„м„ « 2L/с (с " скорость света). OHopHI. канал интерфе" рометра включает полупрозрачное зер- кало 14, резонатор 15, образованный плоскими зеркалами 16 и 17, раэмещен„40 ними нормально к оптической оси опор"

1 ного канала. Причем коэффициент от" ражения зеркала 16 равен коэффициенту отражения зеркала.l2, коэффициент отражения зеркала 17 равен коэффициен45 ту отражения зеркала 13 и расстояние между зеркалами 16,17 равно расстоянию между зеркалами 12,13, т.е. база резонатора равна базе резонатора

15.

При исследовании локализованных фаэсвых неоднородностей резонатор опорного канала может бы,ь совмеще";" с резонатором объектного канала (фиге 2)а В этоd случае объектный Г канал иитерферометра включает полупрозрачное зеркало. 18, размещенное за компенсатором 3 оптической разнос:ть хода, полностью отражающее верка" ло 19, расположенное за зеркалом 14, оптическую систему IО расширения пучка, резонатор !I, образованный зеркалами 12 и 13, нолупроэрачное зер" кало 20, расположенное эа полупроэ" рачным зеркалом 18. Опорный канал интерферометра включает полупрозрачное зеркало !8, резонатор 1 1, полупрозрачные зеркала 14 и 20, расположенные эа зеркалом 18.

Блок выделения пучка заданной кратности прохождения через объект содержит фотодатчик 21, выход которого подан на вход блока 22 управления оптическим затвором, и оптический затвор 23. Оптическая телескопическая система 24 размещается-между оптическим затвором 23 и регистратором 25 интерферограммы.

Блок 22 управления оптическим затвором 23 (фиг. 3) состоит из последовательно соединенных схемы временной привязки 26, пересчетный схемы 27 с переключаемым коэффициентом пересчета, одновибратора 28, усилителя 29, разрядника 30. Разрядник 30 подсоединен параллельно оптическому затвору 23.

Устройство работает следующим образом.

Светоделитель 2 делит излучение импульсного источника 1 излучения на два пучка: опорный и объектный, раз- . ность хода которых в плоскости регистратора 25 интерферограммы выравнивается компенсатором 3 разности хода оптических лучей перемещением призм

4 и 5. Объектный пучок интерферометра (фиг. )) светоделителем 2 отклоняется в оптическую систему 10 расширения пучка и после расширения направляется в резонатор 11. Опорный пучок ин", терферомвтра через светоделитель 2 направляется в резонатор !5.

Б случае смещения в интерферометре резонаторов опорнс",o и объектного каналов (фиг„ 2) объектный и опорный пучки полупрозрачным зеркалом 18 направляются в резонатор ll, На выходе резонаторов 11 и 15 (или резонатора 11 в случае совмещения резонаторов опорного и объектного каналов) как в объектном, так и в опорном канале появляется последовательность световых импульсов, интенсивность которых спадает по закону! 405423

1 =I (1 R) Rр,n= I à 213 ° ° где 1 — интенсивность n-ro светои вого импульса соответствующего 2п-кратному прохождению резонатора (объектя);

Х - интсенсивность излучения о на входе резонатора;

R — коэффициет отражения лолупрозрачного зеркала резонатора.

Световые импульсы разделены временным интервалом ь = 2L/ñ. При этом световые импульсы соответственной кратности в опорном и объектном каналах автоматически имеют в плоскости регистратора 25 интерферограммы постоянную разность хода, которая может быть однократно скомпенсирова-на до нуля компенсатором 3 оптической разности .хода лучей, и постоянное l 1 соотношение интенсивностей (поглощением фазового объекта можно пренебречь). Светоделителем 2 (в случае раздельного размещения резонаторов опорного и объектного каналов) или зеркалами 14,19,20 (в случае совмещения резонаторов опорног0 и объектного каналов) световые импульсы объектного и опорного каналов направляются в оптический затвор 23, рас" положенный перед регистратором 25 интерферограммы, Оптический затвор

23 выделяет из последовательностей световых импульсов два когерентных импульса, соответствующих заданной краТности прохождения резонатора (объекта), которые и участвуют в образовании иитерферограммы.

Управление оптическим затвором 23 осуществляется следующим образом.

Зеркалом 14 последовательность световых импульсов на выходе резонатора опорного канала направляется на входное окно фотодатчика 2! и вызывает на его выходе соответствующую последовательность электрических . импульсов, поступающих на вход схемы временной привязки 2б. Схема временной привязки 2б, срабатывая по переднему фронту каждого импусльса, выра". батывает на своем выходе импульсы. стандартной амплитуды и длительности, которые поступают на вход пересчетной схемы 27. После заполнения пересчетной схемы 27, коэффициент пересчета k который установлен заранее, k-й импульс выз, ваег срябатываЛазерный интерферометр, содержаIgHH оптически. связанные импульсный источник когерентного излучения, светоделитель, компенсатор оптической разности хода пучей, объектный

40 канал, включающий оптические средства расширения обвектного пучка, резонатор, размещенный нормально по отношению к оптической оси объектного канала и состоящий из полупрозрачного и полностью отражающего зеркал, парал- .

:лельных друг другу, опорный канал и расположенные по ходу лучей оптический затвор с блоком управления, оптические средства расширения ин50 терферирующих пучюов, регистратор интерферограммы, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения чувствительности измерений 6es перестройки-оптических элементов, в.опор55 ный канал интерферометра введены резонатор, база которого и коэффициенты отражения зеркал равны базе и коэффициентам отражения соответствен1

Б

1О

t5

30 ни» одновибрятора 28, сигнал которого, усиленный усилителем 29, запускает разрядник 30. Это вызывает падение запирающего напряжения Ч® иа оптическом затворе 23 и его открывание. Длительность импульса одновибратора 28 устанавливается такой, чтобы время, в течение которого оптИческий затвор 23 открыт, было мень" ше времени < двойного прохода свето вым импульсом резонатора (<,=2L/с), При данной базе резонатора работа блока выделения пучка заданной кратности прохождения объекта <1пределяется суммарной задержкой ( вносимой его отдельными электронными модулями. При c Г схема временной привязки срабатывает по 1<-му импульсу, я открывание затвора происходит лля (k+1)-го. светового импульса. При

<, « Г «2 схема временной привязки срабатывает по k-му импульсу, а от-.. крывание затвора происходит для (k+2)-го импульса и т.д.

Изменение чувствительности иэмере" ний происходит путем переключения коэффициента пересчета пересчетной схемы 27 беэ какой-либо перестройки оптических элементов интерферометра, что значительно упрощает работу с ним и расширяет его эксплуатационные возможности. л формула и з об ретения

Ъ ных зеркал резонатора, размещенного в обьектном канале, и фотодатчик, выход которого подключен иа вход блока управления оптическим затвором, а блок управления оптическим затвором выполнен из последовательно сое05423 6 диненнык схемы временной приняэхи, J пересчетной схемы с переключаемчм коэффициентом пересчета, одновибра.5 тора р усилителя ° p83рядника е Выход которого соединен с управляющим электродом оптического затвора.

l 405ч 23

1405423

Составитель В. Аджалов

Техрец И.Дндык Корректор Й. Пилипенко

Редактор Т. Иванова

Заказ 4363 Тираж 490 t. . .Подписное

ВВИИПИ ГосУдарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раунская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое нредпринтие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4