Способ определения изменения волнового фронта когерентного излучения

А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ВОЛ НОВОГО ФРОНТА КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Иэобретение может быть использо" вано при построении оптических систем. Целью изобретения является обес" печение определения изменения волнового фронта в реальном масштабе времени. Исходный пучок пропускают через схему оптического дифференцирования, т.е. через пару сфокусированныхлинз, в общей фокальной плоскости которых помещен клин, коэффициент пропускания по амплитуде которого меняется линейно по координате Х, Измеряют распределение интенсивностейисходного пучка, оптически продифференцированного по координате Х, ортогональной координате Х, и вс 1 юмогательного пучка, образованного путем пропускания исходного пучка через второй фазовый клин, ориентированный вдоль координаты Х, а изменение волнового фронта исходного пучка в каждой точке апертуры определя"ют из соотношения, связывающего всеопределенные интенсивности и параметр фазового клина. 1 ил,Изобретение относится к когерентной оптике и может быть испольэовано при построении оптических систем,Цель изобретения - обеспечениеопределения изменения волнового фронта в реальном масштабе времени.На чертеже представлена схемаоптического дифференцирования исходного пучка по координате Х .Способ реализуют следуюшим образом.Исходный пучок с комплексной амплитудой 11(Х 1,Х) в сечении 1 пропускают через схему оптического дифференцирования, т.е, пару софокусныхлинз 2 и 3, причем в общей фокальной плоскости этих линз помещенфильтр 4, коэффициент пропусканияпо амплитуде которого 1 меняетсялинейно по координате Х,:С,(Х,Х) -СХ +Сгде С, Сг - постоянные оптическогодифференцирования, т.епараметры амплитудногофильтра 4.Это возможно, поскольку рассматриьаемое поле фокусируется в плоскости амплитудного фильтра 4 в ограниченную область. В результате вфокальной плоскости 5 линзы 3 реализуется линейная комбинация комплексной амплитуды и ее производнойпо Х от исходного поля:+ С,и(ХХ,),которая регистрируется, напримерматричным фотоприемникам. Поле11(Х,Х) получено известным методом Фурье-оптики, Второе поле13(Х,Х) формируется так же, каки первое, но производная беретсяпо координате Х ; Для этого схемаоптического дифференцирования разоворачивается на 90 вокруг своейоси. При этом коэффициент пропускания 1 амплитудного клина 4 задается формулой1(Х,Хг) = СХ + Сг,Вспомогательные поля 13(Х 1,Х) иП(Х,Х) получаются по той же схе=ме, что и первые два, с той лишьразницей, что волновой фронт исходного ноля предварительно изменен с помощью фазового клина с параметром Ф (не показан),т.е, приформировании третьего поля П(Х,Х) заменяется на вспомогательное 10118 2поле П(Х,Х, )е, а при формиро"ванин четвертого поля - на вспомох,гательное поле П(Х ,Х )е , Ори-.ентация фазового клина совпадает5 с ориентацией соответствующего амплитудного клина 4. Пропускание исходного излучения через фазовыйклин можно заменить отражением отгибкого зеркала или разворотом оп 1 О тической оси системы по отношениюк оси пучка на соответствующииугол. Изменение волнового фронтаисходного пучка ду /дХ в каждойточке апертуры определяется из со 15 отношенияд 6/ 1 р(Х Хг ) - 1 е(Х 1 Х г)ТИХ, Х, х.С,20 где Ц - искомая фаза;;О по координате Х1,(х,- интенсивность поля (1 (Х 1 К )первого вспомог.ательногопучка, оптически продифференцированного по координа"те Х1( х,) - интенсивность поля П (Х,Х )второго вспомогательногопучка, оптически продифференцированного по координа 1(,1 )- интенсивность поля П(Х,Х )исходного пучка.В реальной ситуации, характеризующейся конечным пространственнымразрешением, при измерении распределений интенсивности последние целесообразно усреднить по соответствующим малым площадкам апертуры.Формула изобретения.ОСпособ определения изменения волна"ного фронта когерентного излучения,включающий измерение распределений интенсивности исходного пучка и преоб- .5 разований Фурье от исходного пучка иот вспомогательного пучка, образован.ного путем пропускания исходногопучка через фазовый клин, о т л и "1210)18 6.=1,2 - 1,(хк,) -151,(р 201(хх,)Составитель В. КравченкоРедактор Н. Бобкова Техред З,Палий Корректор А. Обручар Заказ 515/54 Тираж 502 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения определения изменения волнового фронта в реальном масштабе времени, в процессе преобразований фурье указанные пучки оптически дифференцируют по координате Х 1, вдоль которой ориентирован фазовый клин, и дополнительно измеряют распределение интенсивностей исходного .пучка, оптически продифференцированного по координате Х, ортогональной координате Х 1, и вспомогательного пучка, образованного путем пропускания исходного пучка через второй фазовый клин, ориентированный вдоль координаты Х, и оптически продифференцированного по этой координате, а изменение волнового фронта исходного лучка ацх/О Хе в каждой точке апертуры определяют из соотношения 111 х х,) -1 х 1 х х,)Тахе. 1(х Х,1,с г с, у,где Я - искомая фаза; индекс координаты Х в плос- кости апертуры;интенсивность поля 111(Х,Х). исходного пучка, оптически продифференцированного по координате Х 1;интенсивность поля 11(Х 1,Х) исходного пучка, оптически продифференцированного по координате Х.интенсивность поля 11(Х,Х) первого вспомогательйого " пучка, оптически продифференцированного по координате Х;интенсивность поля 11(Х,Х) второго вспомогательного пучка, оптически продифференцированного по координате Хинтенсивность поля 11(Х,Х) исходного пучка;параметр фазового клина; постоянные оптического дифференцирования,