Способ интерференционных измерений изменений объекта

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 02.07.79 (21) 2789478/18 с присоединением заявки -51)МКл з 601 В 9/05 Государственный комитет СССР ао делам изобретений и открытий(43) Опубликовано 23,01.82. Бюллетень3 (45) Дата опубликования описания 23.01.82(72) Авторы изобретени Г. Власов, С, Г. Галкин и Э, Г,1) Заявител 4) СПОСОБ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ИЗМЕНЕНИЙ ОБЪЕКТАИзобретение ционныЫ измере фии и предназнач нений диффузно случае когда нео раз чувствительн нию с известным ской интерфером щих объектов,относится к интерференниям на основе голограено для измерения изме- отражающих объектов в бходимо повысить в 2 - 14 ость измерений по сравнеи способами голографичеетрии диффузно отражаюционновлнии,2 ым полосам на со нных изображения происшедшем с из Названный способ зобретения,мещенных восстасудят об изменееряемым объектомявляется прототи пом является обеспечеерения изменений объектов. елью изобретения возможности изм узно отражающих ни диф Аналогом изобретения является известный двухэкспозиционный способ голографической интерферометрии 11, в котором объектным и опорным пучками записывают голограмму измеряемого объекта до и после приложения деформирующей нагрузки и по интерференционным полосам на восстановленном изображении объекта судят об изменении, происшедшем с измеряемым объектом. Недостатком способа-аналога является ограниченная чувствительность,Указанный недостаток устранен в способе интерференционных измерений изменений объекта, заключающемся в том, что объектным и опорным пучками записывают голограмму сфокусированного изоб.ражения измеряемого объекта, совмещают изображения, восстановленные в различных порядках дифр акции освещающего голограмму излучения, и по интерферен. Недостатком способа-прототипа является ограниченная область применения,включающая в себя только фазовые объек 1 о ты также ограниченного вида, Ограничениена вид объекта заключается в том, что освещение объекта должно производитьсяколлимированным пучком лазерного излучения, причем коллимированный пучок пос 15 ле прохождения через измеряемый объект,находящийся в первоначальном состоянии, должен сохранять плоский волновойфронт. Такому условию удовлетворяют восновном Бвозмущенные аэро- и гидроди 20 намические (т. е. однородные) среды, ограниченные алоскими оболочками иди стенками оптического, качества. Отклонение волнового фронта от плоского должно вызываться только исследуемым изменением25 состояния измеряемого объекта, иначе оноприведет к ошибке в результатах измерений,Ц45 50 55 60 65 Поставленная цель достигается тем,что в способе интерференционных измерений объекта, заключающейся в том, что объектным и опорным пучками записывают голограмму сфокусированного изображения объекта, совмещают изображения, восстановленные в различных порядках дифракции освещающего голограмму излучения, и по интерференционным полосам на совмещенных восстановленных изображениях судят об изменении, происшедшем с измеряемым объектом, после изменения состояния объекта объектным пучком восстанавливают с голограммы опорный пучок, осуществляют оптическую фильтрацию восстановленного опорного пучка и записывают его,на вспомогательную голограмму, с которой затем восстанавливают и совмещают изображения в различных порядках дифракции освещающего излучения. Операцией восстановления голограммы объектным пучком, выполняемой после изменения, происшедшего с исследуемым объектом, достигают переноса изменения .фазы из случайного (по пространственным координатам) объектного пучка в регулярный, гомоцентрический (т. е. коллимированный, сходящийся в точку или расходящийся из нее) опорный пучок. Изменение фазы восстановленного опорного пучка (а следовательно и его отклонение от гомоцентричности) определяется в этом случае только изменением, происшедшим с восстанавливающим объектным пучком, и соответственно изменением самого объекта. Операция оптической фильтрации позволяет очистить восстановленный опорный пучок от рассеянного диффузно когерентного излучения, также восстанавливающего вместе с опорным пучком. Другое назначение операции оптической фильтрации - получение на выходе голографической системы восстановленного опорного пучка, близкого к коллимированному. Таким образом, на выходе голографической системы первоначальному состоянию объекта соответствует колли миров анный опорный пучок, а измененному состоянию объекта - измененный по сравнению с первоначальным, восстановленный опорный пучок, изменение фазы в котором определяется изменением, происшедшим с объектом, Следующая операция - запись восстановленного (после изменения состояния объекта) опорного пучка на вспомогательную голограмму. Полученная согласно предложенному способу вспомогательная голограмма по своим свойствам полностью аналогична голограмме, получаемой в способе-прототипе, что позволяет применить к ней операции способа-прототипа, и получить на восстановленном изображении йнтерферограмму, позволяющую проводить измерения с повышенной чувств и тельностью,На чертеже изображена принципиальная оптическая схема записи вспомогательной голограммы. Луч лазера 1 делится светоделителями 2, 3 на объектный, формируемый линзой 4, и опорные пучки, отражающиеся от свето- делителя 3 и зеркала 5. Объектный пучок 10освещает диффузно отражающий объект 6 изображение которого проектируется объективом 7 в плоскость голограммы сфокусированного изображения 8, Гомоцентрический опорный пучок 9 (по чертежу сходящийся) формируется линзами 10 и 11, Со гласно изобретению после приложения кобъекту деформирующей нагрузки объектным пучком восстанавливают опорный пучок и фильтруют его от диффузно рассеянного излучения с помощью отверстия в непрозрачном экране 12, Далее объективом 13 коллимируют отфильтрованный опорный пучок и записывают его на вспомогательную голограмму 14 с новым опорным пучком, который направляется на голо грамму 14 через объектив 16 зеркалом 15,Вспомогательную голограмму 14 записывают как голограмму сфокусированного изображения, переотражая объективом 13 плоскость голограммы 8 на вспомогатель- ЗО ную голограмму 14. Как уже отмечалось,полученная согласно предложенному способу вспомогательная голограмма 14 по своим свойствам полностью аналогична голограмме, получаемой в способе-прототи не, что позволяет применить для ее обработки известные операции способа-прототипа: совмещение изображений, восстановленных в различных порядках дифракции освещающего голограмму излучения, и оп ределение изменения, происшедшего с измеряемым объектом, по интерференционным полосам на совмещенных восстановленных изображениях. Формула изобретения Способ интер ференционных измерений изменений объекта, заключающийся в том, что объектным и опорным пучками записывают голограмму сфокусированного изображения объекта, совмещают изображения, восстановленные в различных порядках дифракции освещающего голограмму излучения, и по интерференционным полосам на совмещенных восстановленных изображениях судят об изменении, происшедшем сизмеряемым объектом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что с целью обеспечения возможности измерений диффузно отражающих объектов, после изменения состояния объекта объектным пучком восстанавливают с голограммы опорный пучок, осуществляют оптическую фильтрацию784460 А, АнтелКукли оставите рректор С. файн Реда кто хред кова Изд. М 103 Тиражударственного комитета СССР по делам 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,11 одписноеобретений и открытий4/5 Заказ 29/37НПО Поиск Тип. Харьк. фил, пред. Патент восстановленного опорного пучка и записывают его на вспомогательную голограмму, с которой затем восстанавливают и совмещают изображения в различных порядках дифракции освещающего излучения,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Островский Ю, И. и др. Голографическая интер ферометрия, М Наука,1977, с. 122, 2. Там же, с. 194 (прототип).