Гетеродинный способ дифференциальной интерферометрии

ООЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 1776985 А 1 з 601 В 9/02 3 Н 1/26 ТЕНИ ЛЬСТ АВТОРСКОМ И(56) Вест Ч. Гологр рия. - М.: Мир, 19Авторское сви 1 Ф 1368851, кл. 6 0 фическая интерферомет 2, с. 100.етельство СССРВ 9/021, 1988. ма ход ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ(71) Гродненский государственный унивеситет(72) А.М.Ляликов и Е.Л.Петровский Изобретение относится к области голографической интерферометрии,Известен способ голографической диф" ференциальной интерферометрии, включающий регистрацию серии голограмм различных состояний обьекта. Полученные голограммы могут быть обработаны гетеродинным способом.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению выбран гетеродинный способ дифференциальной интерферометрии.Хотя способ позволяет одновременно обрабатывать более двух голограмм, но схереализации способа сложна, так как необимо каждую обрабатываемую голограмму приводить в движение с определенной скоростью, т,е. каждую голограмму устанавливать в держатель, а каждый держатель перемещать с определенной скоростью. Количество одновременно обрабатываемых голограмм не превышает количество держателей,что снижает производительность способа.(54) ГЕТЕРОДИННЫЙ СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ (57) Сущность: серию голограмм, которые несут информацию о различных состояниях объекта, записывают с отличающимися несущими пространственными частотами, совмещают их и при восстановлении перемещают с одинаковой скоростью. В результате образуется многолучевая интерференционная картина, из которой об изменениях объекта судят по разности фаз. 1 ил. Целью изобретения является упрощение схемы реализации и повышения производительности способа,На чертеже изображена оптическая схема устройства для реализации дифференци- а альной интерферометрии, 4Устройство содержит совмещенные голограммы 1, установленные в держателе 2 с возможностью перемещения перпендикулярно оптической оси устройства и перпендикулярно полосам по голограммах, Ж объективы 3, 4, и фильтрующую диафрагму СЛ 5 для выделения восстановленных волн, В плоскости 6, оптически сопряженной с голо- граммами 1, установлены фотоприемники 7 д и 8 в измеряемой точке интерференционной картины и в точке невоэмущенной объектом соответственно.Фотоприемники соединены с фильтрами 9 и 10 для выделения электрического сигнала на определенной частоте. Выходы фильтров соединены с измерителем фаэ 11 следования электрических сигналов.Фильтры 9, 10 могут быть выполнены на емкостно-индуктивных элементах. В качестве измерителя фаз 11 может быть использован фазометр или осциллограф.Предлагаемый способ реализуется сле дующим образом.В голографическом интерферометре с гладкими пучками регистрируют серию голограмм исследуемого объекта, например, состояние которого меняется во времени. 10 После каждой экспозиции меняют угол между опорным и объектным пучком. При этом выбирают угол таким, чтобы несущие пространственные частоты ю, Ф 2, к 1, .", Ъ голограмм были таковы, что модуль разно сти двух произвольно выбранных частот в серии не повторялся, т.е.ъ - мь Фмс - я 1,20 где частоты Рв, Фь, мс и й 1 выбраны произвольно из серии. Серия голограмм (и штук) может быть зарегистрирована на одном носителе, что уже обеспечивает их точное совмещение. Амплитудное пропускание 25 совмещенных голограмм при линейных условиях регистрации и обработки имеет видбе Р + С 08 ( 2 ж 91 + е 1 ) + соз ( 2 л 3 г + я 2 )+30+ соз(2 ЛР 1 +Оп) (1)где к 1,е 2, ,ю изменения фазы, вызванные изменением состояния объекта. Носитель 1 устанавливают в держатель 2, и освещают колльуиированным пучком света с циклической частотой в . Пространственным фильтром 5 выделяют восстановленные и объектных волн, и в плоскости 6 получают многолучевую интерференцион ную картину, Перемещают держатель 2, а с ним совмещенные голограммы 1 со скоростью ч. При движении голограмм с них восстанавливается и волн, имеющих сдвиг циклической частоты, обусловленный эф-фектом Доплера. Распределение комплексных амплитуд восстановленных волн можно записать в видеА Харв+и)+а, 2)где й =2 лИ ч - сдвиг циклической частоты восстановленной 1-й волны.Из выражения (2) следует, что каждая восстановленная волна имеет отличаю.- щийся сдвиг циклической частоты, Распределение освещенности многолучевой картины в плоскости 6 можно записать в виде, Е - АА и + Х Х ААкФк(3) Освещенность Е(т) в плоскости 6 преобразуют в электрический сигнал 1(т) фотоприемниками 7, 8 при этом распределение фазы электрического сигнала 1(т) соответствует распределению фазы светового сигнала Е(с). Таким образом на вход фильтров 9, 10 поступают электрические сигналы, спектр временных частот, которых согласно (2), (3) имеет вид(4) Х Х(а - вк ).эК При настройке фильтров 9, 10 на дискретную частоту вовк на вход измерителя фаз 11 будут поступать электрические сигналы Гк и к с фильтров 9, 10 соответственно1 к 1 + соз 2 л(И - 1% ) 1 + О - Ь ; (5) Гк 1+ соз 2 тг(Ч -Мс) 1) (6) Сигнал Гк в невозмущенной объектом точке является опорным, Электрические сигналы с другими дискретными частотами на вход измерителя разности фаэ 11 не поступают, так как обрезаются фильтрами 9, 10, настроенными на определенную циклическую частоту, Регистрация голограмм нэ отличающихся несущих частотах, причем таких, чтобы модуль разности двух произвольно выбранных частот в серии не повторялся, необходима для исключения наложения электрических сигналов на входе измерителя фаз 11 с изменением фаэ (еа - еь)и (й - ед ), что приводит к неоднозначности измерений. Измерителем фаз 11 определяют разность фаз Ь р следования электрических сигналов к и ГкЛу=й -(7) Измеренная величина Ао характеризует изменение состояния объекта за время, прошедшее между регистрацией 1- и к-й голограммами, Для обработки другой пары голограмм настраивают фильтры 9, 10 на другую частоту и измеряют разность фэз следования электрических сигналов.Преимущества заявляемого способа заключаются в реализации его при использовании одного подвижного держателя, что позволяет значительно упростить оптическую схему и также увеличить количество обрабатываемых голограмм,Формула изобретения Гетеродинный способ дифференциальной интерферометрии, включающий регистрацию серии голограмм различных. Бельска каз 4115 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 КНТ СС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 состояний объекта, восстановление объектных волн с движущихся голограмм, в результате чего образуется мнрголучевая интерференционная картина, преобразование ее в электрический сигнал, изменяющийся во времени, выделение из спектра электрического сигнала разности фаз следования сигналов на определенной дискретной частоте и определение по разности фаз изменения состояний объекта, о т л ич а ю щи й с я тем, что, с цельюупрощения схемы реализации и повышения производительности способа, серию голограмм регистрируют с отличающимися несущими 5 пространственными частотами, причемпространственные частоты выбирают такими, чтобы модуль разности двух произвольно выбранных частот в серии не повторялся, совмещают их и леремещеют соемещенне 10 голограммы с одинаковой скоростью.