Интерферометр для исследования прозрачных неоднородностей

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Севэ СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(6) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 210781 (21) 3330348/18-25с присоединением заявки Йй(23) Приоритет Р 1 М К з. С 01 В 9/02 Госуяарственнмй квинтет СССР пО Аслаю нЗОбрйтсння н фткрмтнйДата опубликования описания 0701 ЯЗ(72) Авторизобретения В.п. Борисов ЦьЧувашский государственный универитетим И.Н. Ульянова .(54) ИНТЕРФЕРОИЕТР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЗРАЧНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙИзобретение относится к измерительной технике, в частности к интерФеренцнонным оптическим приборам дляизучения свойств. прозрачных сред пораспределению их показателя преломления, например, в Физике горенияили ниэкотеипературной плазме,Известны интерференционные прибо- .ры Майкельсона, Маха-Цендера, широкоприменяемые при исследовании оптических неоднородностей в газовых средах, обеспечивающие возможность регистрации возмущений коэффициентапреломления среда по интерферограм.мам выходного излучения.Распределение показателя преломления получают. после математическойобработки полученных,интерферограмм 1.,Существукцие методы математическойобработки включают решение интегрального уравнения Абеля приближеннымиметодами. Однако при обработке результатов измерений возникают погрешности, связанные с апроксимациейФункции, неточностъю обработки интерФерограмм и отклонением объекта отидеалиэированно модели,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту является интерферометр для исследовання прозрачных неоднородностей, содержащий источник света, системыполупрозрачных пластин и зеркал, Формирующих опорные и рабочие пучки,световод, установленный в рабочем пучке, экран с отверстием и Фоторегистратор 2.Недостатками известного устройства являются большая сложность и низкая точность измерений пространственного распределения показателя преломления в исследуема объекте,Цель изобретения - упрощение и повышение точности измерений.15 поставленная цель достигается тем,что в устррйстве для исследования.прозрачных неоднородностей, содержащем источник света, системы.полу,прозрачных пластин и зеркал, форми ф руащих рабочий и опорный пучки,световод, установленный в рабочемпучке, экран с отверстием и фоторегистратор, световод установлен свозможностью движения вдоль рабочего 25 пучка через исследуемую неоднородность.На чертеже изображена Функциональная схема интерферометра.Интерферометр содержит источник 1 З 0 света, светоделительные пластины 2,ф=ф,Бали Я- ),где ф - световой поток на выходеинтерферометра;ф - максимальный световой пооток;текущее значение фазы рабочего луча;значение фазы опорного луча.При изменении оптической длины рабочего луча на длину волны, световой поток на выходе описывается полной периодической функцией. Подсчет показателя преломления производится по Формуле показатель преломления исследуемой среды в измеряемой области- дина волны источника света;показатель преломления окружающей среды;перемещение световода наодин период;- целое, кратное числу прохождений рабочего луча черезисследуемую среду. где и Озеркала 3, экран 4 с отверстием, фотоумножитель 5 и световод 6, способный с помощью перемещающегося устройства двигаться вдоль направления рабочего луча через исследуемый объект 7, Луч от когерентного источника 1 света, например лазера, раздваивается с помощью светоделительной пластины 2 на рабочий и опорный лучи. Система зеркал 3 за пределами рабочего пространства вновь сводит лучи вместе, а сведенный луч через отверстие экрана попадает на фото- регистратор. Рабочий луч проходит через световод 6, располагающийся перед измерением вне исследуемого объекта 7.Устройство работает следующим образом.При движении вдоль направления рабочего луча световод 6 проникает в исследуемую среду 7, замещая при этом путь с неизвестным показателем преломления в исследуемой среде на равный, геометрически, в окружающей среде с известным показателем преломления. За счет разной скорости света в окружающей и исследуемой средах, оптическая длина пути рабочего луча при этом непрерывно меняется и на выходе интерферометра световой поток описывается периодической функциейПодсчет показателя преломления по осциллограмме заключается в определении длительности периода, подсчете перемещения световода за этот период и производится по Формуле,631(Г 4 Ид а-,е Ч длительность периода на осциллограмме, мм;масштаб развертки осциллографа, с/мм;скорость перемещения световода, м/с;длина волны лазера;постоянна прибора. щ где а Применение зондирования исследуемого объекта перемещающимся светово О дом позволяет получить интерференционную картину распределения показателя преломления непосредственно; навсемпротяжении движения световода.К достоинствам устройства следует 25 отнести простоту обработки информациии применимость его для иСследованияобъектов сложных Форм. Выполнениесветовода в виде тонкого .прозрачного стержня или трубочки позволяет 3 О проводить измерения практически беэвозмущения. Устройство не требуетдорогостоящих оптических деталей, априменяемые - обладают малыми размерами, что приводит к сокращениюгабаритов, повыдению вибростойкости и надежности, снижению требований кточности изготовления узлов и снижению стоимости измерений. формула изобретения Интерферометр для исследования45 прозрачных неоднородностей, содержащий источник света, системы полупрозрачных пластин и зеркал, формирующих рабочий и опорный пучки, световод, установленный в рабочем пучке,5 О экран с отверстием и Фоторегистратор, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения и повышенияточности измерений, световод установлен с возможностью движения вдоль55 рабочего пучка через исследуемуюнеоднородность.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Климкин В,ф., Папырин А.Н.,Солоухин Р.И. Оптические методы регистрации быстропротекающих процессов.Новосибирск, фНаука", 1980, с. 40.2. Патент франции 9 1547755,кл, 0 01 В 9/02, 20.10.67.Составитель А. Медведевдактор А. Иишкина Техред М. Костик КорректорО. Била 0 н ПП фПатентф,жгород, ул. Проектн аказ 10277/25 Тираа б ВНИИПИ Государственн но делам изобрете 113035, Москва, З, Ро комийи оуродская Подпиета "СССРрнтийнаб д. 4/