Способ определения микроперемещений поверхности диффузно отражающего объекта

(506 01 В 11/00; 6 01 В 11/16; 6 01 В 9/021 3ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ БРЕТЕН ИЕ И ОПИС ТВУ КОМУ АВ(21),3337122/25" 28ляют опорный пучок на регистрирующую сре (22) 1409.81 ду; направляют предметный пучок йа объект, (46) 07.06,8. Бюл. У 21 направляют отраженный от объекта пучок на (72) В. В, Петров и А, Г. Гриневский . регистрирующую среду, записывают на регист (71) Днепропетровский ордена Трудового рирующей среде голограмму ненагруженного . Красного Знамени государственный универси и нагруженного обьекта, восстанавливают готет им, 300.летия воссоединения Украины с, лограмму и вьщеляюг взаимно перпендикуляр Россией .ные компоненты перемещения точек поверх.(53) 531.715.1(088 8) . ,.ности объекта в виде отдельных интерферо.(56) 1; Власов Н. Г., Смирнова СН., Прес. грамм, по которымсудят о микроперемеще. няков Ю, П Способ вьщеления отдельных ком- нии поверхности объекта, о т л и ч а ю -.понентов вектора деформации в щнтерферен- щ и й с.я тем, что, с целью повышения иконных измерениях;Журнал техническои фи- производительности и достоверности определе. зики, Ие 5, с. 1104-1106.: ния, формируют дополнительно второй опор.2, Патент Франции й.2094628,ный пучок и запйсывают вторую голограмму кл. 6 01 В 11/00; 6 03 В 35/00, 1971 ненагруженного объекта, а при записи голограм (прототип).мы нагруженного обьекта вначале изменяют (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ. МИКРОПЕ угол между предметным пучком и первым РЕМЕКЕНИЙ ПОВЕРХНОСТИ ДИФФУЗНО- опорным пучком в одной плоскости, а затем - ОТРАЖАЮЩЕГО ОБЬЕКТА, заключающййся между предметным пучком и вторым опор. в том, что пучок когерентного света разде- ным пучком в другой плоскости, перпендикуляют на опорный и предметный пучки, направ. лярной первой.ФФ1021940 10 15Г20 ЗО 35 40 45 50 55 Изобретение относится к измерительнойтехнике, в частности к способам, основаннымна голографической интерферометрии, и пред.назначено для исследования. перемещений поверхности диффузно отражающих объектоввследствие воздействия на них деформирующейнагрузки.Известен способ вьщеления отдельных, ком.понентов вектора деформации в интерференционных измерениях, заключающийся в том,что диффузно отражающий объект освещаютпучком когерентного света; при этом его расщенляют на опорный и предметный пучки, производят прямое и обратное преобразованиефурье плоскости предмета, записывают голо.грамму интенсивности нагруженного и ненагру,женного объекта, восстанавливают ее и.выделяютвзаимно перпендикулярные компоненты пере.мещения точек поверхности объекта с использдванием фильтра пространственных частот в вйде непрозрачного экрана с рядом круглыхотверстий вдоль взаимно йерпендикулярныхосей 1),Недостатками такого способа являются невозможность определения компонент смещения точек объекта для всей голографируемой поверхности из-эа использования для селекции пространственных частот непрозрачного экрана с рядом круглых отверстий вдоль взаимно пер. пендикулярных. оаей; низкая достоверность расшифровки голографических интерферограмм иэ-эа невозможности определения знака на. .правления смещения точек объекта, так как при различных знаках смещения поверхности интерференционная картина будет идентична, и ограничение размеров исследуемых объектов, так как размеры объектов не должны .превы. шать размеры оптических элементов, используемых по способу, при котором оптическая фильтрация осуществляется в фокальной плос. кости линз, размеры которых ограничены.Наиболее близким к изобретению по техни ческой сущности является способ. определения микроперемещений поверхности диффуэно-отра жающего обьекта, заключающийся в том что пучок когерентного света разделяют на опор. ный и предметный, пучки, направляют опорными пучок на регистрирующую среду, направляют предметный пучок на обьект, направляют отраженный от обьекта пучок на регистрирующую среду, записывают на регистрирующей среде лолограмму ненагруженного и нагруженного объекта, восстанавливают голограмму и выде. ляют взаимно перпендикулярные компоненты перемещения точек поверхности объекта в ви це отдельных интерферограмм, по которым сулят о микроперсмещении тюверхностиобъекта Яыбирают ось визуализации, проходящуюпараллельно предметиому пучку через однуточку обьекта, в окрестности которой исслвдуется поверхность обьекта, и проводят опти ческое преобразование. Дггя этого между ре..гистрйрующей средой и плоскостью наблюдения располагают собирательную оптическую систем в фокусе которой перпендикулярно оси визу.ализации располагают плоскость наблюдения,и цилиндрическую линзу, у которой меняютфокусное расстояние и.ориентацию образующейв, плоскости, перпендикулярной оси визуалиэации, При этом выделяют вэаамно перпендикулярные компоненты перемещения точки поверхности в виде отдельных йнтерферограмм в плоскости наблюдения, Для определения компонент перемещения других точек поверхности изменяют направление оси визуализации на эти точки.Укаэанный способ позволяет последователь; но исследовать все точки голографируемойповерхности и исследовать объекты с размерами,превышающими используемые оптические элементы, так как исследуемые точки поверхнос 25, ти обьекта последовательно освещают, изменяя при этом направление оси визуализации 23.Недостаками. известного способа являются трудоемкость измерений из-за невоэ . можности одновременного определения ком. понент. смещения точек поверхности объекта для всей голографируемой поверхности, так какопределяются смещения каждой точки поверхности в отдельности, и низкая достоверность расшифровки голографических интерферограммиз.за невозможности определения знака направления смещения точек объекта, так как приразличных знаках смещения поверхности,ютерференционная картина будет идентична.Таким образом, недостатки известного спосо.ба заключаются в низкой производительности идостоверности определения,Целью изобретения является повышениепроизводительности и достоверности определения.Поставленная цель достигается тем, что со.гласно способу определения микроперемещенийповерхности диффуэно.отражающего объекта,заключающемуся в том, что пучок когерентного евета разделяют на опорный и предметный пучки, направляют опорный пучок на регистрирующую среду, направляют предметный пучок на объект, направляют отраженный отобъекта пучок на регистрирующую среду, за.писывают на регистрирующей среде голограммуненагруженного и нагруженного объекта, восстанавливают .голограмму и выделяют взаимноперпендикулярные компоненты перемещения то.чек поверхности объекта в виде отдельных интерферограмм, по которым судет о мккропереСоставитель Л. ЛобзоваТехред Е.Харитончик Корректор А. Тяско Редактор Н, Рогулич Тираж 602 ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4(5Ьаказ 4022/30 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1021 мещеиии поверхности обьекта, формируют до. аанительио вюрой опорный пучок и записывввв вторую. голограмму иенагруженного обьек. : та, а при зааси голограммы нагруженного.обвекта вначале изменяют угол между предмегиым пу".ком.и верным оаорным пучком в одной ааоскости, а затем. - между. предмет. иим пучком и вторым опорным пучком в другой плоскости, перпендикулярной первой,На чертеже изображена принциниальная схема 10 устройстйа; реализующего способ определения микроперемещеиий поверхности диффузноотражаощего о%акта.Устройство содержит оитически квантовыйге 1 юратор. 1 (ОКГ), два еветоделителя 2 и 3, 15 расщепляющих световой иучок ОКГ 1 на предметный к два опорнйх пучка, зеркало 4 и расширяющую линзу 5, расположенные в первом опорном пучкерегистрирующую среду 6 (фотопластинка), зеркало 7 и расширяющую 20 линзу 8,: расположенные в втором пучке, зеркало 9, расширяющую линзу 10, диффузно. отражающий обьект 11 и оптический клин 12, . расположенные в предметном пучкенагружа. ющий узел 13, в котором жестко закреплен диффузио-отражающий объект 11 между двуМя плоскопараллельными пластинами 14 и 15, одна из которых (15) лроэрачная.Сйособ осуществляют следующим образом.Световой пучок от оптического квантового30 генератора 1 расщепляют светоделителями 2 и 3 на один предметный и два опорных пучка. Первый онорньа пучок отклоняют зеркалом 4, е расширением - линзой 5, на регистрирую. щую среду б (фотопластинку), Второй опорный пучок отклоняют зеркалом 7, с расшире вием - линзой 8, на регистрирующую среду 6. Предметный пучок отклоняют:зеркалом 9, с расширением - линзой 10, на диффузноотражающий объект 11. Отклонение предметно, го пучка относительно первого опорного пучка в горизонтальной плоскости осуществляют . введением в него между зеркалом 9 и линзой 1 О оптического клина 12, а отклонение предмет.- ного пучка относительно второго опорного пучка в вертикалвной плоскости осуществляют ново; 45 ротом оптического клина 12 на 90 о в плоскос. 940 4 ти, перпендикулярной оси предметного пучка. Рассеянный от объекта сает ноступаст на рсгис трирующую среду 6.Осуществляют запись первой н второк голо. грамм ненагруженного объекта с нспользова. нием первого и второго опорных пучков, падя ющих на регистрирующую среду 6 нод углами 45 и 20соответственно. Величина зтнх углов принимается такой, чтобы обеспечить рас. согласование между двумя .регистрируемыми интерферотраммами, Это достигается нри угле между двумя опорными пучками не меньше 10. Нагружают объект 11 с. помощью нагружающего узла 13. Затем изменяют угол между предметным н первым опорным пучками в горизонтальной плоскости, вводя.оптическииклин 12 в предметный пучок, и записывают третьею голограмму. Затем изменяют угол между предметным и вторым опорным пучком в вертикальной плоскости. Для этого. оптический клин 12 поворачивают на 90 О в плос. кости, перпендикулярной оси предметного пуч. ка, и осуществляют запись четвертой голограммы, В результате наложения третьей голограммы на первую и четвертой на вторую получают.две интерференционные картины, при освещении которых соответствующими опорными пучками восстанавливаются два изображения объектас наложенными на них несущими полосами,ориентированными соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях, Величина и знакперемещения точек поверхности объекта вкаждой плоскости определяется по смещениюи искривлению несущих полос,Таким образом, предлагаемый способ позво. ляет снизить трудоемкость измерений, так какобеспечивает одновременное исследование всехточек голографнруемой поверхности при получении интерферограмм диффузно-отражающегообъекта в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и повысить достоверность расшифровки голографических интерферограмм, так какдает возможность определять направления смещения исследуемых точек голографируемой поверхности объекта путем определения знакаэтого смещения по искривлению несущихполос.