Способ голографической интерферометрии в реальном масштабе времени

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК САНИЕ ИЗОБРЕТ ИДЕТЕЛЬС АВТОРСКОМ КОЙ ИНТЕР МАСШТАБ(57) Сущность изобретения: регистрируют первую эталонную голограмму при интерференции эталонного (без объекта) и опорного пучков, изменяют угол между эталонным и опорным пучками, выделяют пучок, восстановленный в 1-м порядке дифракции эталонным пучком, и прямопрошедший опорный пучок. В плоскости, оптически сопряженной с первой эталонной голограммой, регистрируют вторую эталонную голограмму, а интерферограмму регистрируют при освещении двух эталонных голограмм.1 ил,первоначальное положение. При большой величине аберраций рассмотренные факторы приводят к остаточным аберрациям и тем самым уменьшают точность измерений. Например, для записи на голограмму диаметром 25 мм волны с общей аберрацией 50 А смещение, допущенное усадкой эмульсии или неточностью установки эталонной голограммы в первоначальное положение, не должно превышать 0,05 мм, что по техническим причинам затруднительно. Таким образом, остаточные аберрации присутствуют в интерферометре, работающем в реальном масштабе времени, практически всегда при сильных аберрациях в объектной ветви.Цель изобретения - повышение точности измерений за счет увеличения степени компенсации аберраций.На чертеже изображенма устройства для осущестемого способа. а оптическая схевления предлагаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Гродненский государственный университет и Научно-производственное объединение "Государственный институт при прикладной химии"(56) Батерс Дж. Голография и ее применение. М,: Энергия, 1977, с, 95.Бекетова А.К, и др. Голографическая интерферометрия фазовых объектов. Л.: Наука, 1979, с. 103. Изобретение калографии в интерфер ц д ниях.Известен способ голографической интерферометрии в реальном масштабе времени, позволяющий наблюдать изменения интерференционной картины одновременно с изменением исследуемого объекта.Недостаток известного способа заключается в том, что после химической обработки эталонной голограммы последнюю необходимо точно установить на прежнее место. При смещении эталонной голограммы относительно первоначального голожения аберрации эталонного пучка будут компенсированы не полностью (остаточные аберрации), что приведет к искривлению полос на интерферограмме. Кроме того, химическая обработка, а также сушка фотоматериала приводят к усадке фото- эмульсии, что уже не позволяет точно установить эталонную голограмму в сается применения гоен ионных иссле ова.Ы 2 1770735 А 1 01 В 9/21,803 Н 1/устройство содержит первую 1 и вторую 2 эталонные голограммы, объективы 3 - 6 для оптического сопряжения эталонных голограмм и интерферограммы 7, а также диафрагмы 8, 9 для выделения пучков.Способ осуществляется следующим образом. Регистрируют первую эталонную голограмму 1 при интерференции эталонного (без объекта) 10 и опорного 11 пучков. Амплитуды пучков 10 и 11 имеют видАэ ехр р (1)А, ехр 1 хзиа 1(2)где р - аберрации эталонного пучка;М = --- волновое число;2 кх - координата вдоль оси ОХ;а 1 - угол между эталонным и опорнымпучками. Амплитудное пропускание первойэталонной голограммы имеет видг 1 " 1+ сов К х з и а 1 + р 1 , (3) где р 1 - изменение фазы, вызванное аберрациями эталонного пучка.Однако из-за усадки эмульсии фотоматериала распределение фазы будет несколько отличным от распределения изменений фазы р эталонной волны, вызванных аберрациями, Освещают первую эталонную голограмму эталонным и опорным пучками с комплексными амплитудами Аэ, А 0, при этом изменяют угол между пучками 10, 11 на а 2 . Эталонным пучком 10 восстанавливают в первом порядке дифракци волну с комплексной амплитудойВэщехр х 3 и а 1+ ЛР 1), (4) где Ь р 1 = р 1 - р - остаточные аберрации,Причем величина остаточных аберраций не может быть одного порядка с величиной общих аберраций системы регистрации, В противном случае не имело бы смысла из-за усадки фотоэмульсии применение эталонной голограммы для компенсации аберраций, Таким образом, величина остаточных аберрацийЛО 1у. Амплитуда прямопрошедшей опорной волны 12 имеет видВ, ехр Мхзи а 2 . (5) С помощью фильтрующего объектива 3 и двух отверстий в диафрагме 8 выделяют волны с комплексными амплитудами Вэ, В 0, и в плоскости, оптически сопряженной объективом 4 с голограммой 1, регистрируют вторую эталонную голограмму 2, Амплитудное пропускание второй эталонной голограммы имеет видт 2" 1+сов сх(зи а 1 - зи а 2 )+Лщ , (6)5 10 15 С 0-ехр( х 3 и а 1+ ДО 2 ) (7) Сэ- ехр ф х 3и а 1 + Ьр 1 + е ), (8) где я - распределение фазы, вызванное исследуемым объектом,Распределение освещенности в интерференционной картине имеет вид"1+ сов( д р+я), (9)где д 0 = Лф 1 - ЛО 2 - остаточные аберрации.Причем величинад рр 1 , т,е, величина остаточных аберраций интерферограммы 9 имеет величину значительно меньшую, чем величина остаточных аберраций при использовании одной эталонной голограммы,Использование второй эталонной голограммы, записанной определенным образом, позволяет повысить степень компенсации аберраций оптической системы. Причем эффект сравнительно с прототипом достигается не просто суммированием эффектов от применения двух эталонных голограмм, а произведением эффектов.Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить степень компенсации аберраций не менее чем на порядок по сравнению с прототипом.Формула изобретения Способ голографической интерферометрии в реальном масштабе времени, заключающийся в том, что регистрируют первую эталонную голограмму при интерференции эталонного, без объекта, и опорного пучков и получают интерферограмму, выделяя восстановленный пучок в 1-м порядке дифракции и прямопрошедший пучок, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем увеличения степени компенсации аберраций, изменяют угол между эталонным и опорным пучками, выделяют пучок, восстановленный 20 25 30 35 40 45 50 55 где Ьр 2 - изменение фазы, вызванное остаточными аберрациями Ьр 1 и искаженное из-за усадки эмульсии,При получении интерферограммы вводят в пучок 10 исследуемый объект и освещают одновременно две эталонные голограммы 1 и 2. При этом дополнительно выделяют пучок С, дифрагированный на второй эталонной голограмме 2 при освещении волной с амплитудой В 0, и прямопрошедший пучок с амплитудой Сэ с помощью фильтрующего объектива 5 и диафрагмы 9, Интерференционную картину регистрируют в плоскости 7, оптически сопряженной объективом 6 с эталонными голограммами 1 и 2, Амплитуды волн, образующих интерференционную картину, имеют вид1770735 в 1-м порядке дифракции эталонным пучком, и прямопрошедший опорный пучок, в плоскости, оптически сопряженной с первой эталонной голограммой, регистрируют1/г д вторую эталонную голограмму, а интерферограмму регистрируют при освещении объекта и двух эталонных голограмм. Составитель А.ЛяликоТехред М,Моргентал Редактор Г,Бельская Корректор М. Максимишинец Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 3732 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5