Способ определения фазовых характеристик инфракрасного излучения

СОКИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11) ГОСУД АРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЭОЬ КОМИТЕТ СССР НИЙ И ОТНРЦТИ СПИ ЗОБРЕТ ВТОРСКОМУ Гр(56) 1.Исследона стек О.М,П рент рова 9 8 федорова Нности лазеином ниодимс. 15-18 Луизова вания ко ле, акти ,ф, 197.С, Измеррного лучв Квант4/101 с И 2. Терни В ны лазе методом 1972, М ние ин вая(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВЫХХАРАКТЕРИСТИК ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, основанный на делении входногоизлучения на две части, формированииинтерференционной картины и определения по ней среднего радиуса кривизныфронта входного излучения и отклонения от среднего, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона измерений параметров оптического излучения источников с апертуройдо 1 мм в инфракрасной области спектра,в одной из частей Формируют Фронт волны .с известным радиусом кривизны, нро-,тивоположный кривизне Фронта другойчасти излучения1024700 Изобретение относится к оптико- ственное разрешение, а следовательно,интерференционным сресредствам измерений .и структуру измеряемого излучения.йи предназначено для ис ея исследования фазо- Наиболее близким по техническовых характеристик инфракрасного излу- сущности и достигаемому результату кизобретению является. способ определеченияИзвестен спосо опреб определения фазовых ния фазовйх характеристик инфракраснохарактеристик волнов гволнового Фронта, основан- го излучения, основанный на регистратины 2ный на дифракции сф" ции света на диафрагме ции интерференционной картиныФотоприемника "Оп еделение фазовых характеристикОднако этот способ имеет ограничен- преде ен ю точность измерений, обусловленную 10,исследуемого излучения сводится кф ьы свя- измерению радиусов кривизны интерфев твительности ренционных колец этого излучения изанными с порогом чувствительи са к ивизныф отоприемного устро ства,т ойства которое опрв нахождению среднего радиу рпростран- волнового фронта" из соотношени яделяет шаг сканирования,т.е,прИЛИЯЛ ОАе 1 ИИ+ИЭ +4 в ЛЬЯТх - ЛЮ+Ь)1т,вЯ И На чертеже представлена схема устройства, реализующегопредлагаемый способ. Устройство состоит из испытуемого источника 1 излучения, светоделительногокубика 2, делящего устройство на два канала: опорного, состоящего из подвижного непрозрачного экрана 3, зеркала 4, фазосдвигающего устройства 5, зеркала 6, конденсатора 7, диафрагмы 8 и двухкомпонентного объек-. тива 9, и измерительного, состоящего из диафрагмы 10, фотоприемного устройства 11 с предусилителем 2, установленных на сканирующем устройстве, обеспечивающем сканирование в плоскости, перпендикулярной оптической оси в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и индикаторного устройства 13,Устройство работает следующим образом. где 1" - радиус кривизны кольца интерЪФеренционной картины порядка Ф- длина волны измеряемого излучения;фокусное расстояние линэы 1о - расстояние от линзы до экрана.Недостатком известного способа является узкий диапазон измерений фазо.вых характеристик излучения параметров оптического излучения источниковс апертурой до 1 мм, обусловленный 30конечной величиной минимально возмож-ного диаметра пучка входного излученияи наличием сильных искажений волнового фронта за счет формирующей оптикииэ-заналичия аберраций. При этом в 35случае получения одного интерференционного кольца в пределах апертурыисследуемого излучения можно получитьинформацию только о величине среднего радиуса кривизны волнового Фронта,40а информация об искажении его полностью отсутствует.Цель изЬбретения - расширение диапазона измерений параметров оптического излучения источников с апертурой 45до 1 мм в инфракрасной области спектра.Поставленная цель достигается тем,что в способе определения фазовыххарактеристик инфракрасного излучения,основанном на делении входного излучения на две частЬ, формированииинтерференционной картины и определе-нии по ней среднего радиуса кривизныФронта входного излучения и отклонения от среднего, в одной из частейформируют Фронт волны с известнымрадиусом кривизны, противоположныйкривизне фронта другой части излучения,Выполнение измерений с использованием предлагаемого способа позволяет 60уменьшить диаметр пучка входного излучения, снизить аберрационные искажения волнового фронта опорного излучения и ограничения на апертуру исследуемых пучков. 65 Излучение исследуемого источника 1 излучения попадает на светоделительное устройство 2, где разделяется на измеряемое и опорнре, которое в режиме измерения Фазовых характеристик при выведенном экране 3 преобразуется элементами:опорного канала в пучок со сферическим сходящимся волновым фронтбм, и, проходя светоделитель 2 повторно, интерферирует с измеряемым изб" лучением. ИНтерференциьнное поле сканируется фотоприемным устройством 11 с диафрагмой 10. Сигнал с фотоприемного устройства после предусилителя 12 попадает на индикаторное устройство 13, с которого считывается информация о интерференционном распределении в соответствии с координатами положения диафраграмы 10 фотоприемного устройства. С помощью Фазосдаигающего устройства 5, выполненного в виде зеркала, установленного на пьеэокорректоре, можно изменять оптическую длину хода опорного пучка, тем самым достигается установка центра интерференционной картины на максимум сигна- Ф)е Иочность опредпорного Фроночность изментерференциоядка лл . адиус елена;енияного 25 диус льца ис ра оНИИПИ Заказ 4 Гираж 602 Подп ое ла с фотоприемного устройства, и стайовится справедливой формула:КгВв 1-фе 5 де К - радиус кривизны входного излучения;радиус кривизны опорного волнового фронта, равный растоянию от точки схождения опорно-,)ого излучения до диафрагмыфотоприемного устройства)я - радиус интерфбренционногокольца порядкав .длина волны исследуемого из"лучения.15Величину точности способа измерения можно определить по формуле: лиал ППП "Патент",Ужгород,ул,Проектная,4 В случае снятия амплитудного распределения вводится непрозрачный экран 3 и перекрывает опорное излучение, а измеряемое исследуется сканированием фотоприемного устройства.Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает: расширение области измерения амплитудно-фазовых характеристик в инфракрасной области спектра длин волн; измерение Фазовых характеристик излучения с размерами аперт ры до 1 мм (вместо 8 мм); возможностй измерений на расстояниях не менее 30-50 мм от выходного окна источника излучения (вместо 500 мм; расширяет диапазон измеряемых значений Й до десятков метров (вместо одного метра) при существенном повышении точности измерений (л до 20), независимо от величины К и при минимальных искажениях волновых фронтов опорного низмеряемого пучков; позволяет определять отклонения волнового фронта от средней кривизны; позволяет производитьследования амплитудно-фазовых хактеристик многомодового излучения.