Интерферометр

(54 С 01 В ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ иэ ичесомиз- лай фотоНаука,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Диагностика плазмы. Сб,Адат, 1962, вып, 2, с. 3-67. Кугин С.В. Аппаратура для научирегистрации и киносъемки, М.:1980, с. 146,(54) (57) ИНТЕРФЕРОИЕТР, состоящиипредметной и опорной ветвей, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения количества информации, получаемой за одну экспозицию, путемодновременного получения картины полос бесконечной ширины и конечнойширины, в опорную и предметную ветвивведены дифракционные решетки, штрихи которых расположены под угломодин к другому в проекции на плоскость выходного зрачка.,Изобретение относится к оптикоинтерференционным средствам измерения и может быть использовано дляисследования газов, жидкостей, пламен, взрывов и ударных волн, плазмы 5и т.д.Цель изобретения - увеличение количества информации, получаемой заодну экспозицию. путем одновременного получения картины полос бесконечной ширины и конечной ширины.На фиг. 1 представлена оптическая схема интерферометра, на фиг.2 образование интерференционной картины в фокальной плоскости объекта. 15Интерферометр содержит светоделительные зеркала 1 и 2, непрозрачныезеркала 3 и 4.Предметная ветвь интерферометрасостоит,из зеркал 1, 3 и 2, опорная 20ветвь интерферометра - из зеркал 1,4 и 2, исследуемой фазовой неоднородности 5, объектива 6, проецирующегоисследуемую неоднородность на регист.рирующий узел 7, Последний регистрирует картину полос бесконечной ширины, а также картины полос. конечнойширины. При этом предметная ветвьобразована зеркалами 1, 3 и 2, опорная ветвь состоит из зеркал 1, 4 и 2,30а дифракционные решетки 8 и 9,установленные в опорной и предметнойветвях, снабжены держателями с необходимыми степенями свободы,обеспечивающими возможность поворота решеток вокруг35осей соответствующих пучков.На фиг. 2 обозначено:0.1 , 0 о, О- - точки фокусировкиопорного пучка в 1,0 и -1 порядках дифракции решетки, установленной в опор.ном пучке,П , По, П- пятна фокусировки пред.метного пучка в 1,0 и -1 порядкахдифракции решетки, установленной впредметном пучке (они уширены, так45как предметный пучок искажен исследуемой фазовой неоднородностью).Ы - угол,.который составляют с вертикалью направления штрихов решеток;- пространственное разделение повертикали точек П,и О,Устройство работает следующим образом,Входное излучение поступает на 55 светоделительное зеркало 1 и делится на два пучка. Проходящий это зеркало пучек света в опорной ветви интерферометра отражается от зеркала 4, проходит дифракционную решетку 8 и по- . ступает на светоделитель 2. Отраженный от светоделителя 1 пучок света в предметной ветви интерферометра от-ражается от зеркала 3 проходит иссле. дуемую неоднородность 5, дифракционную решетку 9 и поступает на свето- делитель 2Решетка 9 пучок света в предметной ветви делит на три пучка - нулевого, +1 -1 порядков. Решетка 8 точно так же расщепляет пучок света в опорной ветви. Исходное направление штрихов решеток вертикальное (перпен дикулярное плоскости фиг. 1). Если повернуть каждую из этих решеток на небольшой уголо вокруг осей пучков так, чтобы штрихи одной из них составляли угол + 6 с вертикалью, а другой - а с вертикалью, то в фокальной плоскости объектива соответствую- щие пучки создадут картину, изображенную на фиг. 2. В проекции на плоскость интерференционной картины штри. хи решеток составляют угол 2 М друг с другом.Как видно из фиг. 2, несмещенные решетками пучки нулевых порядков О и П образуют как и до введения решетки картину полос бесконечной ширины. Смещенные пучки минус первого порядка П. и О, образуют полосы конечной ширины, период которых Т равенств , где обозначение с ясно из фиг. 2, а Г - фокусное расстояние объектива . б, В свою очередь2ХЗ(1) где Ь - период дифракционных решеток.ОтсюдаТ = 9 = . (2)Период полос конечной ширины задается периодом используемых дифракционных решеток Ь, а также углом их разворота О . Так, например, исполь. зуя решетки с Ь=0,01 мм можно получить полосы с периодом Т = 1 мм, если угол М = 1/200 рад. - 20 Ориентация полос конечной ширины определяется углом разворота и перво начальной ориентацией штрихов решеток. Для изображенного на фиг. 2 случая полосы конечной ширины горизонтальны. При развороте решеток можно получить вертикальные полосы. В любом случае/42 ВИИИПИ по де 13035, МосТираж 650Государственногоам изобретений ива, Ж, Раушск 9 Подписнокомитета СССРоткрытийя наб., д, 4/5 к ал ППП "Пат роектная, 4 Ужгор 3 1190 полосы перпендикулярны биссектрисе угла, который составляет штрихи дифракционных решеток. Аналогичные поло сы конечной ширины того же периода и ориентации образуют пучкиположительных порядков дифракции(О и П на фиг, 2). Регистрирующий узел зафиксирует, таким образом, одновременно три интерференционные картины - картину полос бесконечной 1 О ширины в центре, по обеим сторонам от нее - две картины полос конечной ширины, одинакового периода и Ориентации, но с противоположным направлением роста номера полос. Позто 1 му, где в правой картине сгущение полос, в левой картине - разрежение. Это позволит получить более детальную информацию об исследуемой фазовой неоднородности. В случае, если решетки дают достаточно интенсивные порядки выше первого, можно получить одновременно пять или семь интерференционных картин с прогрессирующей частотой полос. 25 Условие неперекрывания интерферен. .ционных картин несложно вывести из геометрических соображений. Оно имеет вид 187 4где шрасстояние от исследуемойфазовой неоднородности дообъектива 6;К - диаметр светового пучка винтерферометре.Для случая ш = 30 см, Е = 3 см, Я = 6 10 си имеем Ь 60,012 см, т.е. при рассмотренном периоде решеток Ь = 0,01 см перекрывания интерференционных картин не будет.Если же условие (3) не выполняется, то вводя в фокальную плоскость объектива 6. зеркала или оптические клинья легко отделить различные интерференционные картины и направить их на раздельные регистрирующие узлы или на различные участки одного и того же узла. Позтому выполнение условия (3) является желательным для простоты конструкции устройства и удобства работы, но не существенным для достижения цели изобретения.Таким образом, введение в предметную и опорную ветви интерферометра дифракционных решеток, штрихи которых расположены под углом один к другому в проекции на плоскость интерференционной картины позволяет одновременно регистрировать картины йолос бесконечной ширины и картины полос конечной ширины, что в свою очередь увеличивает количество получаемой за одну экспозицию информации.