Интерферометр для исследования поля флуктуаций плотности в оптически прозрачных средах

(22),йявлено о 7 1 ст - т вт. сш 21)т 21.т Р 21/л 1 В 9/02 ИСОЕДИНЕН 1 ГООУДаРСтаЕННЫй НОнтвтд Соватв Министров ССС оо делам нзооретен/й О 1 НРОПНН(72) Автор изобретения НСТ 11/Т ХИМИЧЕСКЭй Ки:.1 ЕТ 11 К;1 11 гссвня 1 и".рскэ э отделенияг;/ ."т 1-. вите 3,:;. ср т,.ттт(1 УА 11 т,1. / , Д А ч т,/т тс 1 т" элест -тбтт т/ структурной характэ1 Й .тЛЭТН ЭСТИ:- Э 1 тс 1",..Е1-,СТ 1 нотт чумет э .; ПЕКТОа Ст.т",т 1 Э - т. енног б . ОД 1.:.".-:.:;.-.- .:./.ш/эя об тэ от пол че:,:,с ениет 1 Х ется полчтранственн лотностп, тся тем, ические Ф ыходахеркал,учкитемой срсмешены еликиложен 1 и истем кала 4 полу я напрсследуе, состоя Изобретение относится к опти .еск 1.м т 1 з:,1 е рительным приборам и может эыть 11 сгтэльзэ-.=вано напримею. При исс:ледоватнп: турбулент -ных характеристик до- сверхзгуковь 1 х г-=зовых потоков,Известны оптические прибор/ы для иссле=.дования неоднородностей оптически прозрачных сред, позволяюшие просматривать неэднородность одновременно в двух разных направлениях 1 и Г 21,Наиболее близким из известнь 1 х приборовтакого тига к предложенному устройствуявляется интерф/ерометр для одновременнойрегистрации ие 1 терференционной картины вдвух взаимноперпендикулярных плоскостях,Этот интерферометр включает в себя источник света, кэллимируюший элемент (линзу),делительнО суммируюшу 10 системо/ параллель-.ных плэских зеркал, камеру с исследуемойсредой и регистрируюшую часть 13,Однако все известные приборы позволяютнаблюдать картину, соответствующую лишьинтегральнэму вдоль луча двумерному распределению срлуктуаций плотности в оптически прозрачной неоднородной среде. Для Белью изобретения являдв.т/х и трех-.///е экых поссСПЕКтроо ПЭ;1 я фЛуКТ.т/аций П.т к д зат/ т- а тт т е - ь д э стига еинтерферометр введены оптпреобразователи, установленные на вДтЭЛИТЕ/11 днэ=- СУММНРУЮШЕй СИСТЕМЫ5 и зеркало, суммируюшее световые ппрохэдяш 11 е через камеру с исследудой, причем центрь всех зеркал разв вер нинах шестиугэльника с равновтМ 11 ПРОТИВОПОЛтЭХО 1 Ь 1 МП СТЭРЭНаМИ.,дО На чертеже показана схема предго интерферометра, включающая истосвета 1, коллимируюшую с . 2прозрачное зеркалэ 3, зер длленни двух пучков света в область 15 мой среды 5, суммирующую систем.тшую из зеркал 6 и полупрозрачного зеркала 7,На выходе системы суммирования установлены оптические Фурье-преобразователи, состоящие из сферической линзы 8 и экрана 9.Перед линзой 8 может быть установлен узкополосный монохроматический фильтр 10 (начертеже показан пунктиром), Аналогичныеоптические Фурье - преобразователи, состоящие из линзы 11 и экрана 12, могут бытьрасположены последовательно с зеркалами1 О6, при этом эти зеркала должны быть полупрозрачными,Интерферометр работает следующим образом.Пучок света от источника 1 проходит ч15рез коллимирующую систему 2 и разделяется зеркалом 3 на два пучка А и Б, которые, отразившись от зеркал 4, проходят через исследуемую среду 5, где пересекаются,После прохождения через среду световые20пучки с помощью системы зеркал 6 и 7вновь соединяются. Узкополосный монохроматический фильтр 10 выделяет узкую спектральную линию, линза 8 производит оптическое Фурье- разложение суммарной комплекс 25ной амплитуды интерферирующих пучков, Наплоскости экрана 9 регистрируется результат в виде распределения интенсивности света, пропорционального сумме трех спектров,ф зодва из которых являются плоскими сечениями трехмерного спектра пространственныхчастот флуктуаций плотности, а третий является оценкой этого трехмерного спектра.На экранах 12 получают распределение ин 35тенсивности света, пропорциональное двумерному пространственному спектру флуктуацийплотности в объеме, ограниченном сечениемсветового пучка.Предложенный интерферометр позволяет4 Опросто и быстро проводить сложные интегральные преобразования непосредственно вустройстве и получать результат в конечномвиде в реальном масштабе времени, т,е.дает возможность оценивать трехмерный45пространственный спектр поля флуктуацийплотности непосредственно на экране интерферометра, а не использовать для этой цели сложные многоканальные электронные приборы. Проведение необходимых интегральных операций над оптическими сигналами непосредственно в устройстве и получение результатов в конечном виде в реальном масштабе времени существенно увеличивает точность измеренных величин, поскольку на ошибку измерения в данном случае влияют только ошибка считывающего распределение интенсивности прибора и аппаратурная функция оптической системы, которая имеет достаточно хороший вид при следующих условиях;а/ размер зондирующего пучка должен быть много больше размера средней оптической неоднородности;б/ индекс фазовой модуляции зондирук щего излучения должен иметь значение, при котором операция фазовой модуляции становится линейной относительно модулирующей функции. формула изобретенияИнтерферометр для исследования поляфлуктуаций плотности в оптически прозрачных средах, содержащий источник света, кол.лимируюший элемент, делительнс суммирующую систему параллельных плоских зеркал,камеру с исследуемой средой и регистрирующую часть, отлича ющийся темчто, с целью получения двух- и трехмерныхпространственных спектров поля флуктуаций плотности, в него введены оптическиеФурье- преобразователи, установленные навыходах делительно- суммирующей системызеркал и зеркало, суммирующее световыепучки, проходящие через камеру с исследуемой средой, причем центры всех зеркал раэмешены в вершинах шестиугольника с равновеликими противоположными сторонами.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1, П, А, Васильев "Теневые. методы",М., 1968, 53,2, Авт, свидетельство174001 от10.03.64 кл. 6 01 п 21/46.3, А вт. свидетельство1 2 9870 от8,10 59а а кла С 1 п 2 1 /46 аа прототип) .