Способ интерференционных измерений

/025 Ц 4 СО НИЕ ОП К АВ БРЕТЕНИЯ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Мацон ГОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН(56) Островский Ю,И. и др. Голографическая интерферометрия. М.ф Наука,1977, с. 222-223.Н.АЬташеоп, Ь 18 Ы 1 п Е 18 ЬС тесййя ЬЦЬ зреед Ьо 1 о 8 тарИе шот.акопрстцтез оГ о 1.йтайазт рЬепошепа,Арр 1. Орй., ч. 22, В 2, 1983,р.215-232.(54)(57) СПОСОБ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХИЗМЕРЕНИИ, заключающийся в том, чтоосвещают исследуемый объект лазериьизлучением в различные фиксированны моменты времени Т 1 и Т и регистрируют интерференционную картину рассеянных объектом полей, по которойсудят об изменении объекта, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения временного диапазона интерференционных измерений в пикосекундную область, для освещения объекта используют один световой импульсс временной задержкой, регистрируют3интерференционную картину, полученнуюпри совмещении во времени волновыхполей путем задержки первого из нихна величину Т в .Т, и одновременно,оптически выравнйвают кривизну ифмвовтвб волнового фронта ннтврфернрующих волновых полей,С:1 11822Изобретение относится к интерференционным измерениям и предназначено для исследования быстропротекающих процессов.Целью изобретения является расши рение временного диапазона интерференционных измерений исследуемого объекта в пикосекундную область.На чертеже показана принципиальная оптическая схема получения интерО ферограммы протяженного объекта согласно предложенному способу.Оптическая схема содержит лазер 1 и расположенные последовательно по ходу его излучения коллиматор 2, 15 линию задержки, состоящую иэ полупрозрачньпс зеркал 3 и 4, зеркал 5 и б, линз 7, 8 и тонкой полуволновой пластинки 9. Затем располагают исследуемый объект 10, В схеме чмеегся 10 также приемная часть, состоящая из анализатора 11, объектива 12 и светочувствительной среды 13.Способ осуществляют следующим образом, 25 Исследуемый объект 10 освещают через коллиматор 2 одиночным линейно поляризованным импульсом от лазера 1. Операцию освещения исследуемого объекта импульсным лазерным излучением в фиксированные моменты времени Т и Т, осуществляют с помощью оптической линии задержки, образованной полупрозрачными зеркалами 3, 4 и зеркалами 5 и б. Перед регистрацией 35 интерференционной картины проиэво)цят совмещение во времени волновых полей путем задержки первого иэ них на величину Т 2-Т ,определяемую разностью фиксирсванных мбментов времени, для чего используют ту же самую оптическую линию задержки, которую отраженное от исследуемого объекта излучение проходит в обратном направлении. Повторное использование одной 45 и той же линии задержки позволяет автоматически выровнять оптические пути интерферирующих ,волновьпс полей, Для того, чтобы интерференционная картина несла только полезную 50 информацию об изменении исследуемого объекта, одновременно с совмещением во времени волновых полей выравнивают их масштаб и кривизну, для чего применяют линзы 7 и 8, оптически совмещающие входную и выходную плоскости линии задержки, Объективом 12 фокусируют изображение исследуемого объекта на светочувствительную среду 13, предназначенную для регистра- .ции интерференционной картины, Кроме волновых полей, оптические путикоторых выровнены, на регистрирующую среду попадают также еще дваволновых поля, одно иэ которых ниразу не прошло оптическую линию задержки, а другое прошло ее дважды,Для повышения контраста интерференционной картины двум последним волновым полям необходимо прекратитьдоступ к светочувствительной среде,что можно осуществить, применяя,например, развязку по поляризации,Цля этого в оптическую линию задержки вводят тонкую полуволновуюпластинку 9, изменяющую поляризациюпрошедшего через нее излучения наортогональную. Анализатор 11, расположенный перед объективом 12, настроен таким образом, что пропускаеттолько те волновые поля, которыеодин раэ прошли оптическую линиюзадержки, а остальные отсекает.Сравним возможности способа-прототипа и предложенного способа в исследовании процессов пикосекунднойдлительности,Длина когерентности излучения пикосекундного лазера составляет около 30 мкм и, таким образом, теоретически максимально возможная глубина исследуемой сцены составляет около 15 мкм, при условии идеальной параллельности объекта и светочувствительнои среды, при исследовании сверхбыстропротекающих процессов такая юстировка взаимного положения объекта и светочувствительной среды, на которую регистрируется голограмма, практически невозможна, т,е. становит" ся невозможным получение голограммы и, следовательно, применение методов голографической интерферометрии, Для предложенного способа глубина сцены или протяженность объекта, интерферограмму которых требуется получить, определяется глубиной резкости объектива и частотой интерференционных полос, фотографируемых в реальном времени. Из голографической интерферометрии обычные объективы позволяют фотографировать интерферограммы на восстановленных изображениях объектов, протяженность которых по глубине достигает десятков сантиметров. Таким образом; становятся возможнымиАджал Составитель Техред Т.Ду ректор М.Демчик актор Н. Горват ча Заказ 6089/3 5 Тираж 650 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и откр 13035Москва, Ж, Раушска Подписное а СССР ППП "Патент" Ужгород, ул, Проект 3 1182 интерференционные измерения изменений исследуемого объекта в пикосекундном временном. диапазоне.Экспериментальная проверка предлагаемого способа производилась на основе аналогии между излучением пикосекундного импульсного лазера и обычного теплового источника, работающего в непрерывном режиме, длины когерентности которых совпадают, 10В качестве источника была выбрана ртутная лампа ДРШ, длина когерентности излучения которой после прохождения через зеленый светофильтр составляет несколько десятков мкм. 15 Деформация объекта иммитировалась незначительной разъюстировкой оптической схемы, достигаемой смещением линзы 7 или 8, что приводило к наложе. нию па выходе схемы двух изображений 2 О 255 4с несколько отличающимися масштабами и соответственно к образованию интерференционной картины.Предложенный способ позволяет получать и киноинтерферограмму исследуемого процесса. Для этого в качестве освещающего источника следует применять лазер, последовательно излучающий серию импульсов, а для регистрации интерферограммы - воспользоваться скоростным фоторегистратором. Способ работоспособен также при исследовании лазерных импульсов с длительностью порядка долей пикосекунды, а для более коротких импульсов его работоспособность может быть определена в результате дальнейших исследований таутохронных свойств оптических .элементов устройств, реализующих данный способ.