Цветной акустоскоп

(51)4 6 01 И 29 06 ННЫЙ КОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ГОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ К АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТ(71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе(56) Авторское свидетельство СССРУ 1259809, кл. С 01 Н 20/04, 1984.(57) Изобретение относится к акустической технике и может быть использовано при ультразвуковой интроскопии внутренней структуры акустически прозрачных сред. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение точности цветовой визуализа"ции показателя преломления исследуемой среды за счет исключения ошибкиюстировки. Акустоскоп содержит двухцветный монохроматический источник1 светового излучения, коллиматор 2,пространственно-временной модулятор 3 света (ПВМС), связанный с приемо- усилительными элементами кольцевойрешетки 11, сферическую линзу 4,комплексный транспарант 5 и астигматическую систему. В результате просвечивания ПВМС 3 двухцветным коллимированным светом формируетса двухцветная оптическая модель принимаемого ультразвукового поля. Так какдлина световых волн двухцветного потока удовлетворяет соотношению Л,я= = Лп, где п 1, п," соответственно минимальное и максимальное значения визиализируемого показателя преломления, то в общей выходной плоскости отображается распределение плотФ ности внутри исследуемого объекта.Параметры астигматической системы выбраны таким образом, что координатные Сф системы выходных плоскостей световых волн Ъ и Л совмещены. 1 ил.1 131Изобретение относится к акустической технике и может быть использовано при ультразвуковой интроскопиивнутренней структуры акустическипрозрачных сред.Цель изобретения - упрощение конструкции акустоскопа и повышение точности цветовой визуализации показателя преломления исследуемой средыэа счет исключения ошибки юстировки,На чертеже представлена функциональная схема цветного акустоскопа.Цветной акустоскоп содержит двухцветный монохроматический источник1 светового излучения (двухчастотныйлазер с длинами волн 4, и 1 ), установленные последовательно по ходусветового потока коллиматор 2, пространственно-временной модулятор 3 света (ПВМС), положительную сферическуюлинзу 4, комплексный транспорант 5и астигматическую систему, состоящуюиз последовательно расположенных походу светоВого потока положительнойсферической линзы 6, дихроическогозеркала 7, предназначенного для отражения светового потока длиной волНы )1, и пропускания светового потокадлиной волны, цилиндрических линз8 и 9, установленных по ходу светоВых потокОВ длинои ВОлны 1 и 12 соотвегственно, непрозрачного зеркалаО, установленного по ходу световогопотока длиной волныи кольцевуюрешетку 11 приемоусилйтельных элементов, предназначенную для связи сисследуемой средой. Двухцветный источник 1 светового излучения и комплексный транспорант 5 установлены соответственно в передней и задней фокальных плоскостях сферической линзы 4. Приемоусилительные элементыкольцевой решетки 11 связаны с соответствующими каналами пространственно-временного модулятора 3 света.Дихроическое и непрозрачные зеркала 7 и 10 установлены таким образом,чтобы координатные системы выходныхплоскостей световых волн 3, и 1 были совмещены, Фокусное расстояниецИлиндрической линзы 8 и ее положениевыбрани с уменьшением перекоса изображения п/п,.раз.Цветной акустоскоп работает следующим образом,Звуковые волны, проникающие в исследуемую среду 12 с неоднородностью13, ослабляются и рассеиваются в них.,11 ри этом источники волн могут бытьродных сред с показателями преломления п, п. Действительно, функция пропускания Т представляет собой Фурье-преобразование по переменной х Рот функций Грина элементов кольцевой решетки Р(Р) = Р(Х,У),35 40 т,е. Т(а, ) = РР(Х,Ц1Б силу закона подобия, в любой однородной среде с показателем преломления пав Функция Грина изменяется в масштабе Р 11(Р) = пР(п 1) =пР (пХ, пУ) Поэтому в соответствии с теоремой о преобразовании масштаба Т (ЯУ) = Т(Я/и и У),т.е. транспарант, соответствующийсреде с показателем преломления,растягивается по оси х и сжимаетсяКпо у в и раз Поскольку Я=у х/ш 1где К = 2 я / 1 - волновое число 2475 2как трансмиссионными, так и эмиссионными: подсвет среды 12 может осуществляться как непосредственно приемо"усилительными элементами кольцевойрешетки 11, так и специальным зондо 1;, введенным внутрь среды. Ослабленные или рассеянные волны регистрируются приемоусилительными элементами кольцевой решетки 11, которые 10 управляют прозрачностью соответствующих каналов ПВМС 3. В результатепросвечивания ПВМС 3 двухцветнымколлимированным светом, создаваемымлазером 1 и коллиматором 2, Форми руется двухцветная оптическая модельпринимаемого ультразвукового поля.В результате когерентно-оптичес кой обработки пространственно-временных сигналов отображается в общей 20 выходной плоскости ху распределение эквивалентных источников, причемвдоль декартовой координаты х воспроизводится полярная координатаа вдоль у - координата р всех точек 25 исследуемой среды 12 и 13, При этомпоскольку комплексный транспарант5 рассчитан по Функциям Грина приемо-усилительных зондов кольцевойрешетки 11 в воздухе, а длины све- ЗО товых волн двухцветного пучка удовлетворяют соотношению И и, = Я ито функция пропускания транспаранта 5 вдоль измерения х (вдоль ПВМС3) сохраняет свою силу и для одноКорректор С.Шекмар Заказ 1967/43 Тираж 777 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 11-35, Раушская наб., д. 4/5ПодписноеПроизводственно-полиграфическое предприятие, гужгород, ул.Проектная, 4 3 13124 света, 1 - фокусное расстояние линзы 4, ш = Х/х - масштаб адресации сигналов элементов ко.ьцевой решетки 11 в каналы ПВМС 3, то при выполнении указанного выше соотношения и Л = и Л растяжение транспаранта по оси х компенсируется пропорциональным уменьшением длины волны света, Поэтому на общем выходе осуществляется смешение цветовых образов в 1 О общем масштабе, ибо сжатие транспаранта по оси у компенсируется соответствующим уменьшением одного из цветовых образов селективной астигматической системой с дихроическим 15 зеркалом 7 и неидентичными цилиндрическими линзами 8 и 9, обеспечивающими перенос иэображения с увеличением в .отношении п/и, . Благодаря этому, осуществляется цветовое 2 О кодирование распределения плотности внутри исследуемой среды, при котором промежуточные знач.ния показателя преломления и ( и ( п раскрашиваются в промежуточные цвета. По скольку при этом используется один канал когерентно-оптической обработ,ки сигнала с единственным ПВМС 3 и транспарантом 5, то снижается его критичность к возможным ошибкам юсти ровки элементов, неидентичности ПВМС и транспарантовТаким образом, предлагаемый акустоскоп имеет более высокую точность цветовой визуализации показателя преломления при более простой конструкции. Формула изобретения 40 Цветной акустоскоп, содержащий источник монохроматического светового излучения, последовательно расположенные по ходу светового излучения 45 коллиматор, пространственно-времен 75 4ной модулятор света, положительную линзу, комплексный транспарант, установленный в задней фокальной плоскос.- ти положительной линзы, в передней фокальной плоскости которой размещен источник монохроматического светового излучения, астигматическую систему, состоящую иэ последовательно расположенных положительной сферической линзы, дихроического зеркала и цилиндрической линзы, кольцевую решетку приемо-усилительных элементов, предназначенную для связи с исследуемой средой, каждый из приемоусилительных элементов кольцевой решетки свя" зан с соответствующим каналом пространственно-временного модулятора света, комплексный транспарант совмещен с входной плоскостью астигматической системы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности цветовой визуализации показателя преломления и упрощения конструкции, он снабжен непрозрачным зеркалом и второй цилиндрической линзой, источник монохроматического светового излучения выполнен двухцветным с длинами световых волн Л и Л , удовлетворяю" щими условию неизменности функции пропускания транспоранта, дихроическое зеркало выполнено прозрачным для световой волны длиной, Ли отражающим для световой волны длиной Л, непрозрачное зеркало установлено по ходу светового потока длиной волныдихроическое и непрозрачные зер" кала установлены таким образом, что выходные плоскости световых потоков длиной волны Л, и Л совмещены, вторая цилиндрическая линза установлена. по ходу светового потока длиной волны Л, отраженного от дихроического зеркала, и предназначена для уменьшения переноса изображения в вы. ходных плоскостях световых потоковдлиной волны Л,и Я .