Способ измерения градиента показателя преломления прозрачных объектов

(21 (22 Бюл. У 43й государс венный ни 72 53 Ермоленко(56 терферен Машино оеская ин 1982, с,р(5 РАДИЕНТА П ОЗРАЧНЫХ О КТ 57 а к 4467839/31-252907.8823.11.90.ЧерновицкиерситетА.Г.Ушенко и С.535.024(088.8)Нагибина И.М. Иакция света. - Л1974, с. 359.ест Ч. Голографитрия. - М.: Мнр448-451. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ Г ОТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ПР БЪВИзобретение относится к фиэиой оптике и может быть использо для исследования градиента потеля преломления прозрачных объ 2ектов с шероховатой поверхностью в дефектоскопии, оптике рассеивающих сред, оптическом приборостроении и других областях науки и техники. Целью изобретения является повышение точности измерений и расширения класса исследуемых объектов на образцы с шероховатой поверхностью. Для этого измеряют интенсивность излучения, пропущенного спекл-фотографией совокупности зон корреляции поверхности исследуемого объекта. В способе используется запись спекл-.ютографии в скрещенных поляризаторе и анализаторе, облучение полученного транспоранта различно поляризованными компонентами поля излучения на поверхности объекта, измерение интенсивности, по которой судят о градиенте показателя преломления прозрачных объектов, 1 ил.поляр систему 7, анал 9 повер ный при пособ оои 6 о ф е т о а о опт отр и с изл зобретение относится к фйэичесоптике и может быть использоваля исследования градиента пркаэапреломления в толще шдифованкыхрачных стекол, фианитов, пласти т.д., что актуально в дефекопииоптике рассеивающих сред,ческом приборостроении и другихслях науки и техники,ель изобретения - повышение точи измерений и расширение классаедуемых объектов на образцы с шеватой поверхностью.а чертеже приведена схема усттва, реализующего способ,стройство содержит источник 1чения, четвертьволновую пластин затор 3, телескопичес, объект 5, объективы затор 8, спекл-фотограности объекта, фотоэлекмник 10.уществляют следующим образом.Источник 1 излучения, например лазер ЛГ, формирует одномодовое злучение. Пластинка 2 формирует циркулярную поляризацию лазерного пучка. Поляризатор 3 пропускает лазерную волну, плоскость поляризации которОй перпендикулярна плоскости падения. Телескопическая система 4, состоящая из двух объективов и диафрагмы между ними, расширяет пучок и формиругде т поляри 4й волны;свещающего ность и азим зации световдлина волны света; неровнос ысота микр ероховатой поверхност объекта.чного я веской модусей площадиоверхностиется анстатистиаметрами 8,те статистич й волны по ероховатой сред форми рреляции с еленными п В результляции лазернобразца, нараздела двухсамбль зон кчески распреи и;енсивго спеклрохо"ых ориизатоть грает фронт волны плоским. Эта волна проходит сквозь объект 5, на поверхности которого формируются зоны корреляции. Объектив 6 проецирует когерентное изображение поверхности объекта в плоскости спекл-фотографии 9. Анализатор 8 пропускает световые колебания, плоскость которых совпадает с плоскостью падения. На полученную спекл-.фотографию поверхности проецируют совокупность зон корреляции излучения, которое проходит через анализатор 8, который вращают в пределах углов ориентации оси пропускафния 0 -90 относительно плоскости падения, Объектив 7 концентрирует пропущенный через спекл-фотографию 9 поток на поверхность фотоэлектронного приемника 10, Измеряют зависимость 20 интенсивности пропущенного света системой спекл-фотография и анализатор от изменения угла ориентации оси пропускания плоскости световых колебаний. В результате получают информа цию о градиенте показателя преломления прозрачного образца с шероховатой поверхностью раздела двух сред,В процессе распространения плоского волнового фронта линейно поляри- З 0 зованного излучения в слое вещества с градиентом показателя преломления Р(п) возникает эллиптически поляризованная компонента в прошедшем потоке лазерного излучения. Величины эллиптичности и азимута поляризации световой волны 9 в локальном участке объекта связаны с локальным значением градиента показателя преломления и.соотношением 40- соответственно эллиптичИнтенсивность световых колебаний в пределах зоны корреляции, измеряемая в ситуации скрещенных поляризатора и анализатора, описывается вы- ражением(( ( 11 ф1 =з 3.п (О-Й)6 Ь и. где 0 - ориентация оси пропусканияанализатора относительноплоскости падения./Градиент показателя преломленияпрозрачного образца с шероховатой поверхностью рассчитывается из уравнения видаР(п ) и Йп = Я 1(0,1где Р(п ) - распределение локальныхзначений градиента показателя преломления повсей площади образца;1(К) - интенсивность излучения,прошедшего через спекпфотографию эон корреляции шероховатой поверхности- коэффициент пропорциональности, определяемыйаналитически по следующему алгоритму:со н 2Ц - д.-(Е(Ь)Ьа)О(К(Р,)б)П (О(- Ъ г Яо о- ) ,) Й)3,)где Й(п) и К( ;) - вероятностные распределения высот микронеровностей и,азимутов поляризации зон корреляции, имеющие вид(йь,- еБь,йу(3х с ,(с ;)е Ьо - среднее значение высоты ми ронеровностей; и - показатель преломлен щества объекта,Поэтому по измеренной инт ности 1(М) света, пропущенно фотографией зон корреляции ше ватой поверхности при .различн ентациях оси пропускания анал ра, можно однозначно определя,ра н ,но тП мо ца ле до а ди ь пр л но тпр лве и Формула изобретения пособ измерения градиента показа- преломления прозрачных объектов, чающий облучение исследуемого зца лазерным излучением, проециние поля рассеянного образцом чения в плоскость фотослоя, рерацию спекл-фотографии этого поте вкобрровиэ гис Составитель С.ГолубевРе актор Е.Папп Техред Л.Сердюкова Корректор О. Кравцова За аз 3610 Тираж 510, ПодписноеВ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035,. Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Про эводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 516085 д ент показателя преломления прозых объектов с шероховатой поверхью раздела двух сред.редлагаемый способ расширяет возости измерения градиента показате я преломления в прозрачных образс шероховатой поверхностью, что яв яется недостижимым в известном сп собе, а также позволяет проводить боточные измерения этого параметра, по кольку точность измерения интенсивно ти составляет величину 0,053. Слетельно, способ позволяет провоизмерения градиента показателяомления на 2-3 порядка выше точи, достигаемой в известном спосо е, т.е. возможно измерение локальйо о значения градиента показателяомления прозрачного образца до 20чины 10 - 10 07 бля, зондирование спекл-фотографии лазерным излучением и регистрацию прошедшего через нее лазерного излучения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения класса исследуемых объектов на образцы с шероховатой поверхностью, облучают исследуемый образец коллимированным лазерным излучением, плоскость колебаний вектора электрической напряженности которого перпендикулярна плоскости падения, проецируют поле рассеянного образцом излучения в плоскость фотослоя через анализатор, ось пропускания которого совпадает с плоскостью падения, зондирование зарегистрированной спекл-фотографии осуществляют путем проецирования на нее когерентного изображения поверхности объекта, образованного зонами его корреляции, через анализатор, который вращают на угол 0 - 90 относительно плоскости падения, а при регистрации измеряют зависимость интенсивности излучения, прошедшего спекл-фотографию, от угла поворота анализатора, по которой рассчитывают градиент показателя преломления прозрачных объектов.