Способ определения положения экстремума дифракционного распределения

(19) 01 М 11/00,О и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский институт точной механики и оптики .(56) Авторское свидетельство СССРМ 1157363, кл, 6 01 ( 1/04, 1984,Креопалова Т,ВЛазерева Н.Л., ПурлевД,Т., Оптические измерения, ММашиностроение, 1987, с, 325-236,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЭКСТРЕМУМА ДИФРАКЦИОННОГОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ Изобретение относится к измерительной технике для контроля оптических систем, в частности для определения положения экстремумов аксиального дифракционного распределения,Известен способ определения структуры светового пучка, по которому излучение пучка преобразуют в электрический сигнал с помощью полупроводникового гетеролазера с полосковой активной областью, формируют электрический сигнал, пропорциональный координате положения фотоприемника, сканируют распределение интенсивности излучения и регистрируют структуру пучка.Недостатком этого способа является ограничение спектрального интервала его использование рабочей частотой лазера,Известен также способ фиксации экстремума дифракционного распределения,(57) Изобретение относится к измерительной технике, Цель - повыШение чувствительности и точности при определении положения экстремума аксиального диф-. ра кцио нного расп ределения. Излучение, прошедшее через формирующую дифракционную картину оптическую систему, сканируюгточечной диафрагмой 2 и приемником 4 излучения, одновременно перемещая диафрагму возвратно-поступательно вдоль оси, и фиксируют положение диафрагмы в ходе сканирования, при котором вторая гармоника достигает максимальной величины, соответствующей положению экстремума дифракционного распределения. 1 ил. заключающийся в следующем. Диафрагмируют излучение точечной диафрагмой, преобразуют в электрический сигнал прошедшую через отверстие диафрагмы часть излучения, сканируют дифракционное распределение и фиксируют положение диафрагмы, при котором сигнал достигает экс- (4 тремального значения, соответствующее,С) положению экстремума распределения., - й Указанный способ имеет принципиальный Л недостаток, заключающийся в невысокой чувствительности к смещению диафрагмы из положения экстремума (например, глав-,фф ного максимума) ввиду того, что изменение( ъ интенсивности вблизи экстремума происходит медленно. Измерение по двум плоскостям одинаковой освещенности с целью повышения чувствительноСти приводит к потере точности из-за асимметрии распределения, Кроме того, фотометрировать в5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 районе минимумов распределений приходится на уровне шумов в измерительном тракте, что приводит к снижению точности определения положения минимумов дифракционного распределения.Цель изобретения - повышение чувствительности и точности фиксации положения экстремума дифракцион ного распределения,Чувствительность фиксации экстремума повышается за счет того, что фиксируется положение диафрагмы, соответствующее максимуму квадрата синусоиды с периодом, значительно меньшим (определяемым амплитудой возвратно-поступательного перемещения), чем период изменения функции интенсивности.Точность фиксации экстремумов повышается за счет того, что при положении диафрагмы во время сканирования, соответствующем положению минимума распределения, величина второй гармоники сигнала, снимаемой с перемещающегося возвратно-поступательного приемника не обращается в нуль, как при сканировании приемником, не перемещающимся возвратно-поступательно, а наоборот, достигает максимального значения. Кроме того, ведется обработка сигнала на переменном токе, чем улучшаются помехозащищенность и характеристики усиления сигнала, а также отпадает необходимость работы с сигналами существенно различной мощности (в максимумах и минимумах распределения).Способ может быть реализован с помощью устройства, изображенного на чертеже,Устройство состоит из закрепленных на сканирующем устройстве 1 диафрагмы 2, установленной на механизме, осуществляющем возвратно-поступательное перемещение 3, и фотоприемника 4, электрически связанного с селективным усилителем 5, настроенным на удвоенную частоту возвратно-поступательного перемещения, выход усилителя 5 соединен с входами блока 6 запуска отсчетных импульсов и дифференциатора 7, выходы которых подключены к блоку 8 отсчетных импульсов, подключенному к входу осциллографа 9. Вход осциллографа электрически связан с датчиком положения сканирующего устройства 1.Способ осуществляется следующим образом.Излучение, прошедшее оптическую систему, формирующую дифракционную структуру, диафрагмируют точечной диафрагмой 2, преобразуют излучение в электрический сигнал фотоприемником 4, перемещают диафрагму 2 возвратно-поступательно и одновременно диафрагму и фотоприемник 4 - вдоль оптической оси сканирующим устройством 1, выделяют и усиливают в снятом с фотоприемника сигнале селективным усилителем вторую гармонику частоты возвратно-поступательного перемещения, дифференцируют усиленный сигнал дифференциатором 7, вырабатывают сигнал, отпирающий блок 8 при достижении напряжений второй гармоники порогового значения выше уровня шумов, блоком 6 вырабатывают отсчетный импульс при нулевом напряжении дифференциатора, блоком 8 подают отсчетный импульсы в канал У осциллографа, одновременно подавая в канал Х напряжение, пропорциональное величине координаты положения сканирующего устройства (средней точки отрезка возвратно-поступательного движения диафрагмы).Изобретение обеспечивает повышение чувствительности и точности при фиксации положения экстремума дифракционного распределения, а также повышает помехозащищенность,Формула изобретения Способ определения положения экстремума дифракционного распределения излучения, сформированного оптической системой, включающий его диафрагмирование точечной диафрагмой, преобразование в электрический сигнал прошедшего через диафрагму излучения, сканирование диафрагмой дифракционного распределения, определение положения диафрагмы, при котором сигнал достигает значения, соответствующего положению экстремума, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, в процессе сканирования диафрагму перемещают возвратно-поступательно вдоль оси оптической системы с амплитудой перемещения, не превышающей величины расстояния между соседними экстремумами распределения, выделяют в электрическом сигнале вторую гармонику частоты возвратно-поступательного перемещения, а положение диафрагмы определяют при достижении второй гармоникой сигнала максимальной величины.1727015 6/ 3 0 0 оставитель С.Каземирчук хред М.Моргентал Корректор С.Черн актор Н ров Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аз 1274 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5