Способ измерения функции временной когерентности и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптической интерферометрии , и может быть использовано для измерения функции временной когерентности(ФВК). Цель изобретения - повышение производительности проведения измерений. Излучение от лазера делится на опорный и объектный пучки. В каждом из пучков с помощью пар параллельных полупрозрачных зеркал 6 и 7 соответственно формируются серии импульсов с определенной задержкой, которые записываются на голограмме 4. Для записи голограмм используется нелинейная регистрирующая среда. Записанные голограммы восстанавливают и регистрируют в блоке 8 восстановленный сигнал, после этого путем изменения расстояния между парой параллельных полупрозрачных зеркал 7 формируют серию импульсов в объектном пучке с измененной величиной задержки. Вновь записывают голограммы и регистрируют в блоке 8 восстановленный сигнал. По соотношению сигналов, полученных при двух величинах задержки, в блоке 8 рассчитывают ФВК. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4759881/28 (22) 20.11.89 (46) 15.01.92, Бюл. М 2 (71) Самарский государственный университет (72) В,П. Гаращук, В,В. Ивахник и А.М. Понамарев (53) 535.4(088.8) (56) "Оптика и спектроскопия", 1969, т. XXVI, Мз, с. 413. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФУНКЦИИ ВРЕМЕННОЙ КОГЕРЕНТНОСТИ И УСТРОЙСТВ0 ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптической интерферометрии, и может быть использовано для измерения функции временной коге"рентности (Ф В К). Цель изобретения — повышение производительности проведения

„„5Q„„1705697 А1 измерений, Излучение от лазера делится на опорный и объектный пучки. В каждом из пучков с помощью пар параллельных полупрозрачных зеркал 6 и 7 соответственно формируются серии импульсов с определенной задержкой, которые записываются на голограмме 4. Для записи голограмм используется нелинейная регистрирующая среда. Записанные голограммы восстанавливают и регистрируют в блоке 8 восстановленный сигнал, после этого путем изменения расстояния между парой параллельных полупрозрачных зеркал 7 формируют серию импульсов в объектном пучке с измененной величиной задержки. Вновь записывают голограммы и регистрируют в блоке 8 восстановленный сигнал. По соотношению сигналов, полученных при двух величинах задержки, в блоке 8 рассчитывают

ФВК, 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1705697 пучок, отраженный от светоделителя, и объ- „35 ектный пучок, рассеянный диффузным экра40

55

Изобретение относится к оптической интенферометрии и может быть использовано для измерения функции временной когерентности (ФВК).

Известен способ измерения ФВК, заключающийся в том, что делят исследуемый пучок на два пучка — объектный и опорный, отражают их от непрозрачных зеркал с последующей инференцией отразившихся пучков.

Известно устройство для измерения

Ф В К лазерного излучения, содержащее две линзы, коллимирующие излучение, которое, попадая на светоделительное зеркало, претерпевает амплитудное деление. Пройдя через интерферометр и отразившись от двух непрозрачных зеркал, два луча интерферируют вблизи экрана.

Известен способ получения ФВК, выбранный в качестве прототипа и заключающийся в делении исследуемого излучения на опорный и объектный пучки, формировании в объектном пучке серии импульсов с определенной задержкой, рассеянных на диффузном экране, записи голограммы этой серии импульсов на фотопластинке. регистрации восстановленного сигнала и построении функции когерентности.

Известное устройство, выбранное в качестве прототипа. содержит светоделитель, цилиндрический телескоп и диффузный экран, заключенный между двумя непрозрачными зеркалами и выполняющий роль диффуэно отражающего объекта. Опорный ном, записывает голограмму, По функции распределения яркости реконструированного изображения по глубине сцены определяют ФВК записывающего излучения, Недостатком известных способа и устройства является необходимость фотохимической обработки зарегистрированн и голограммы, на что затрачивается определенное время, с последующим фотомзтрированием голографического изображения, что также значительно удлиняет по времени процесс измерения Ф В К.

Цель изобретения — повышение производительности измерений ээ счет увеличения скорости измерения ФСК.

Введение пары параллз:.ьных зеркал в устройство и создание серии последовательных импульсов с различной задержкой дает возможность, построив предварительно нормировочную кривую, сразу получить

ФВК. При этом исключается стадия фотохимической обработки голограммы с последующим фотометрированием изображения с

30 полученной голограммы. Указанные способ и устройство позволяют получить ФВК в реальном масштабе времени, которое ограничено только временем релаксации нелинейности используемой нелинейной среды.

На чертеже изображено устройство. реализующее способ измерения ФВК.

Устройство содержит светоделитель 1, разделяющий исследуемый пучок на два пучка — опорный и объектный, два отражающих зеркала 2 и 3, сводящих опорный и объектный пучки на регистрирующей нелинейной среде 4, полупрозрачное зеркало 5, расположенное по ходу опорного пучка между регистрирующей средой 4 и парой параллельных полупрозрачных зеркал 6, пару параллельных полупрозрачных зеркал 7, расположенных по ходу объектного пучка между отражающим зеркалом 3 и регистрирующей нелинейной средой 4 и выполненных с воэможностью регулирования расстояния между зеркалами, блок 8 регистрации, третье отражающее зеркало 9, установленное за регистрирующей нелинейной средой 4 по ходу объектного пучка и ориентированное так, что нормаль к плоскости зеркала противоположно направлена распространению объектного пучка.

Пример. Излучение рубинового лазера с длиной волны А = 694,3 мкм, работающего в режиме модуляции добротности, направляется на светоделитель 1, делится на два пучка — объектный и опорный, затем эти пучки, отразившись от отражающих зеркал 3 и 2 соответственно, проходят каждый свою пару полупрозрачных зеркал 7 и 6.

Расстояние между зеркалами каждой пары выбирается как 1- С, где С вЂ” скорость света в вакууме. т- длительность импульса (г =20 НС). Таким образом, формируется серия последовательных пар импульсов, которые записывают голограммы в регистрирующей нелинейной среде 4 — сероуглерод СЯ2. Считывание голограмм осуществляется пучком, отоаженным от зеркала 9 по схеме с обра",ением волнового фронта при четырехвэлно ..и взаимодействии, Восстановленный пу-;. к ьыделяется полупрозрачным зеркалом б, расположенном в опорном пучке между аистрирующей средой 4 и парой полупрозрачных параллельных зеркал 6, и направляется на блок 8 регистрации. Сигнал, поступивший в блок 8 регистрации, обрабатывается, в результате чего импульсы запоминаются и по ним строится огибающая, являющаяся нормировочной кривой. Далее изменяют расстояние между зеркалами на Ы = 0.01 с т в паре

1705697 полупрозрачных паралельных зеркал 7 s объектном пучке. И в результате аналогичных действий в блоке регистрации получается новая кривая, которая представляет собой произведение ФВК на нормировочную кривую. Далее в блоке 8 регистрации новая кривая делится на нормировочную и на печать выводится результат. Результирующая зависимость представляет собой функцию временной когерентности исследуемого излучения.

Использование предлагаемого способа измерения ФВК и устройства для его осуществления повышает скорость измерения

ФВК на несколько порядков, Составитель Т.Никулина

Техред M. Моргентал Корректор M.Øàðoøè

Редактор М.Кобылянская

Заказ 188 .Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

1. Способ измерения функции временной когерентности излучения, заключающийся в том, что делят исследуемое излучение на опорный и объектный пучки, формируют в объектном пучке серию импульсов с определенной задержкой, записывают голограммы этой серии импульсов на регистрирующей среде, восстанавливают голограммы, регистрируют восстановленный сигнал и осуществляют построение функции когерентности, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности измерений, одновременно с формированием серии импульсов в объектном пучке формируется серия импульсов в опорном пучке с той же задержкой, что и в объектном пучке, запись голограмм осуществляют на нелинейную регистрирующую среду, после регистрации восстановленного сигнала изменяют величину задержки .импульсов в объектном пучке, вновь записывают голограммы серии импульсов на ре5

40 гистрирующей нелинейной среде, восстанавливают голограммы и регистрируют восстановленный сигнал, а построение функции когерентности осуществляют путем сопоставления восстановленных сигналов, соответствующих первоначальной и измененной величинам задержки импульсов в объектном пучке.

2. Устройство для измерения функции временной когерентности, содержащее светоделитель, предназначенный для деления исследуемого излучения на два пучка— опорный и объектный, размещенную по ходу объектного пучка пару параллельных друг другу полупрозрачных зеркал и регистрирующую среду, отл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения производительности измерений, оно снабжено блоком регистрации, первым и вторым отражающими зеркалам и, размещенными в опорном и объектном пучках соответственно, дополнительной парой параллельных полупрозрачных зеркал, размещенных по ходу опорного пучка между первым непрозрачным зеркалом и регистрирующей средой и установленных с возможностью изменения расстояния между ними, третьим отражающим зеркалом, размещенным по ходу объектного пучка и ориентированного так, что нормаль к плоскости зеркала противоположно направлена распространению объектного пучка. полупрозрачным зеркалом, расположенным по ходу опорного пучка между дополнительной парой полупрозрачных зеркал и регистрирующей средой и предназначенным для отражения излучения на блок регистрации, а в качестве регистрирующей среды использована нелинейная среда.