Устройство для визуализации фазовых неоднородностей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК И 9) И 1 А 1 25 В 27/5 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ- ":ХАЛВЫ 19 ии южных мо нтерферометры.76, с. 255-257.ые методы. М.: теневым, онтраст- . тения -по тенерукции. йствасдвига в, соЮ Сл.2 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОтнРытии(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗЗОВЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ(57) Изобретение относится кинтерференционным и фазово-кным устройствам. Цель изобреповьппение точности измеренийвой картине и упрощение консВизуализирующая система устрвключает в себя интерферомес обратнокруговым ходом пучк стояше из призмы 7 и зеркал 8 и 9.Грань призмы 7 интерферометра делитпадающий световой пучок на две части12 и 14, которые зеркалами 8 и 9вновь направляются светоделительнойгранью призмы 7. Наклон одного из зеркал 8 и 9 приводит к возникновениюразности фаз между частями 12 и 14пучка и к появлению интерференционныхполос сдвига переменной интенсивности в области теневого изображения.Для облегчения расшифровки интерферограмм интерферометр установлен свозможностью поворота вокруг оптической оси устройства. 11 еремещениемфильтра 10 пространственных частот,установленного внутри интерферометрав фокусе одного из светоделенных пучков, устраняется смещение фокуса части пучка 12, вызванное изменениемнаклона одного из зеркал 8 и 9.2 з,п, ф-лы, 3 ил, 1312513Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к теневым, интерференционным и Фазовоконтрастным устройствам, и может найти применение в аэрогидродинамике 5 биологии для контроля оптических деталей и других аналогичных областях для визуализации прозрачных объектовс неоднородным показателем преломления, например при массотеплопереносе,Цель изобретения - повьшение точности измерений по теневой картине и упрощение конструкции.На фиг,1 представлена оптическая5 схема устройства; на Фиг,2 и 3 - варианты выполнения визуализирующей системы.Устройство содержит источник 1 излучения, коллимирующую систему, в которую входят конденсор 2, диафрагма 3 и коллимирующий объект 4, систему 5 прямого Фурье-преобразования и визуализирующую систему 6. Последняя включает интерферометр сдвига с обрат 25 нокруговым ходом пучков, образованный светоделительной куб-призмой 7 и зеркалами 8 и 9, заградительный, фазосдвигающий или многоцветный фильтр 10 пространственных частот, а также систему 11 обратного фурье-преобразования, Интерферометр установлен с возможностью поворота вокруг оптической оси устройства. Фильтр 10 пространственных частот установлен в совмещенных плоскостях систем прямого 5 и обратного 11 фурье-преобразования внутри интерферометра в фокусе одного из сходящихся в нем светоделенных призмой 7 пучков 12. В другом варианО те исполнения имеется второй фильтр 13 пространственных частот, установленный внутри интерферометра в Фокусе второго сходящегося в нем свето- деленного пучка 14. В третьем вари анте Фокусы обоих сходящихся в интерФерометре светоделенных пучков совмещены, а фильтр 15 пространственных частот установлен в точке общего Фокуса, В первом и втором варианте исполнения фильтры 10 и 13 размещены вблизи граней призмы 7, фильтры 1 О, 13 и 15 установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси и в своей плоскости, а зеркала 8 и 9 с возможностью уГловых подвижек. Устройство работает следующим образомКоллимированный световой поток, прошедший неоцнородность 16, направляется системой прямого фурье-преоб-, разования в визуализирующую систему 6, Сходящийся световой пучок светоделительной гранью призмы 7 делится на два пучка 12 и 4, которые зеркалами 8 и 9 вновь направляются на светоделйтельную грань призмы 7, За призмой 7 происходит объединение обоих пучков фильтр 10 экранирует, например, нулевую пространственную частоту светового пучка 12, не дифрагированную неоднородностью 6. В лучке 4 фильтр 10 экранирует пренебрежимо малую часть светового потока и потерями в этом пучке можно пренебречь. В пучке 12 в плоскости обратного Фурье-преобразования системы 11 образуется теневое (шлирное) изображение Фазовой неоднородности 16 с переменной интенсивностью, Пучок 14 наложен на это изображение, а так как оптические пути обоих пучков равны, то эти пучки взаимно когерентны. При создании разности Фаз между пучками 12 и 14, например, наклоном одного из зеркал 8 и 9 в области теневого изображения появляются интерференционные полосы сдвига переменной интенсивности, которые образуются при интерференции только дифрагированного неоднородностью светового пучка 12 и пучка 14, Таким образом, в устройстве получаюттеневую интерферограмму сдвига".В интерферометрах с обратнокруговым ходом лучей интерференционные полосы перпендикулярны плоскости чертежа вне зависимости от угла наклона зеркал 8 и 9 что затрудняет расшифровку интерферограмм в зависимости от распределения коэффициента преломления в неоднородности. Для устранения указанного недостатка интерферометр установлен с возможностью поворота вокруг оптической оси устройства,Смещение Фокуса светоделенного пучка 12 при изменении наклона зеркал 8 и 9 устраняется путем перемещения фильтра 10.Формула изобретения1, Устройство для визуализации Фазовых неоднородностей, содержащее источник излучения, коллимирующую систему, систему прямого Фурье-пре/44 Тираж Подписнкомитета СССРоткрытийская наб., д. 4/5 ка ВНИИПИ Гос по делам113035, Моск дарственногоизобретенийа, Ж, Рауш оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 образования и визуализирующую систему,которая включает интерферометр, заградительный или фазосдвигающий, илимногоцветный фильтр пространственныхчастот и систему обратного фурье-преобразования, причем фильтр пространственных частот установлен в совмещенных фокальных плоскостях системпрямого и обратного фурье-преобразования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 10что, с целью повыщения точности измерений по теневой картине и упрощенияконструкции, интерферометр выполненв виде интерферометра сдвига с обратно круговым ходом пучков и установлен с возможностью поворота вокругоптической оси устройства, а фильтр пространственных частот установлен внутри интерферометра в фокусе одного из сходящихся в нем светоделенных пучков.2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что в него введен второй фильтр пространственных частот, установленный внутри интерферометра в фокусе второго сходящегося в нем светоделенного пучка. 3. Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что фокусы обоих сходящихся в интерферометре светоделейных пучков совмещены, а фильтр пространственных частот установлен в точке общего фокуса.