Устройство для выполнения интегральных преобразований пучка излучения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 0 9) (И С 02 В 27/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСКОМУ СВИ ЕЛЬСТВУ птик Яф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТРО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ПНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ПУЧКА ИЗЛУЧЕНИЯ(57) Изобретение относится к дифракционной оптике и может быть использовано для выполнения преобразованийГильберта и фуко волнового пучка,необходимых в различных приборах длядиагностики фазовых объектов. Цельизобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Устройство выполнено в виде фаэовой дифракционной структуры 1 с прямоугольным профилем штрихов - канавок 2,которая представляет собой два участка 3 и 4 (на чертеже разделены штриховой линией) с одинаковой ширинойи различными значениями отношенийпоперечных размеров й.1 и й штриховк периодам Т и Т их расположения,определяемым в зависимости от номера заданного дифракционного порядка,в котором осуществляется Гильбертпреобразование. При этом разностьглубинЬ штрихов участков 3 и 4равна О или Я/2 р, где Я - длинаволны излучения, р = 1,2Благодарятакому выполнению расширяются функциональные возможности устройствапутем формирования Гильберт-образапучка в заданном дифракционном порядке при сохранении Фурье-образовв остальных порядках. С целью выполнения преобразования Фуко глубинаканавок 2 участков 3 и 4 с ширинойштрихов й и йвыбрана равной(2) где Ч = +2, 3, +4, - номер заданного дибракционного порядка,в котором осуществляется Гильберт-преобразование,а разность глубин 6 Ь штрихов участков равна 0 или 9 /2 р, где ф - длина волны излучения; р = 1,2,С целью выполнения преобразования 45Фуко, глубина канавок каждого иэ участков 3 и 4 с шириной штрихов й, ий выбрана равной %/8 и Зф/8 соответственно,При формировании Гильберт-образа 50пучка диаметром 50 мм на длине волны= 10,6 мкм в четвертом порядкедифракционную структуру необходимовыполнять с шагом Т = 1 мм и ширинойканавок й = 7 Т/8 и й = 5 Т/8. С5целью выполнения преобразования Фуков четвертом порядке глубина канавок11 выбирается равной 3,97 мкм, аЬ = 1,325 мкм, что обеспечивает доИзобретение относится к дифрак цйонной оптике и может использоваться для выполнения преобразований альберта и Фуко волнового пучка, 5 нЕобходимых в различных приборах для диагностики фазовых объектов,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем формирования Гильберт-образа пучка 1 О в заданном дифракционном порядке1при сохранении Фурье-образов в остальных порядках, а также выполненИе преобразования Фуко.На фиг.1 и 2 представлены конструкции фазовых дифракционных структур с различной и равной глубиной шустриков на двух участках.Устройство выполнено в виде фазоной дифракционной структуры 1 с прямоугольным профилем штрихов - канаок 2, которая представляет собойва участка 3 и 4 с одинаковой шириНой и различными значениями отношений поперечных размеров ди д25штрихов к периодам Т и Т их расположения, определяемым из соотно пе- нийФормула изобретения 1. Устройство для выполнения интегральных преобразований пучка излучения, выполненное в виде фазовой дифракционной структуры с прямоугольным профилем штрихов-канавок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностейпутем формирования Гиль- берт-образа пучка в заданном дифракционном порядке при сохранении Фурье- образов в остальных порядках,фазовая структура выполнена в виде двух участков с одинаковой шириной и различными значениями отношений поперечных размеров си дштрихов к периодам Т и Т их расположения, определяемым из соотношений 2 1 с 1 Т,полнительный сдвиг Фаз полей, рассеянных двумя разнородными участками 3 и 4 дифракционной структуры.Устройство работает следующим образом.Лазерный пучок 5, преобразование Фурье-образа которого необходимо выполнить, падает на дифракционную структуру 1. При отражении от разнородных участков 3 и 4 диюракционной структуры 1 в дальней зоне формируется набор дифракционных порядков. Благодаря выбранному различию размеров йи йштрихов - канавок 2 участков 3 и 4 заданный и-й дифракционный порядок образуется в результате интерференпии полей, имеющих разность хода/2. Последнее обстоятельство позволяет представить выражение для амплитуды отражения в плоскости расположения дифракционной структуры в виде суперпоэиции знаковых функций здп(х), умноженных на функцию амплитудно-фазового распределения падающего пучка П(х), и тем самым выполнить необходимое условие формирования Гильберт-образа в дальней зоне. При отражении от дифрак-. ционной структуры, изображенной на фиг.1, эа счет выбранного соотноше- . ния глубин канавок Ьи Ь вводится дополнительное фазовое различие полей, рассеянных участками 3 и 4 дифракционной структуры, что приводит к выполнению преобразования Фуко в и-м порядке,1601600 6а разность глубины 6 Ь штрихов участков равна О или ф/2 р, где Я - длина волны излучения, р = 1,2.2. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельювыполнения преобразования Фуко, глубина штрихов с шириной Йи Йравна /8, ЗЯ/8 соответственно. йа Тг 312 Ч 1 2, 3: 3, +4, - номер заданного дифракци 5онного порядка,в котором осуществляется Гильберт-преобразова ние где ц Соста ель В.Кравчен,Ходанич орректор 11.Г 1 ароши едактор О, Юрковецкая хред Тираж 464 митета.по изобретени осква, Ж, Раушская