Способ определения параметров поля в пучке электромагнитного излучения

СООЭ СОВЕ ТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН Р 1 111) 01,1 9/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57и и ия элек иэоб ных г л ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ СОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМУЧКЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНО Изобретение относится к областерферометрических измерений ет быть использовано для измереараметров волновых фронтов ромагнитного излучения. Цель етения - расширение функциональозможностей за счет одновременопределения фазы и амплитуды При осуществлении способа определения параметров поля в пучке элект"ромагнитного излучения выделяют изисследуемого пучка Я когерентных пучков, например, с помощью непрозрачного экрана с отверстиями. Каждым изпучков освещают периодический амплитудный транспарант, В пространствеэа транспарантом образуются интерференционные картины, представляющиесобой в фиксированных плоскостях саморепродуцированные размноженнь 1 е скоэФфициентом 2 Мизображения транспаранта. Размеры и расположение элементарных ячеек транспаранта таково,что размноженные изображения не перекрываются, а элементарные изображе-. Яния от каждого из пучков когерентноскладываются. Параметры поля в пучкеэлектромагнитного излучения определяют по результатам измерения интен- Ъсивности 2 Иэлементарных иэображений периодически повторяющихся ячеектранспаранта, 1 ил.1363938 Изобретение относится к области интерферометрических измерений и может использоваться для измерения параметров волновых фронтов электромаг"5 нитного излучения.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет одновременного определения фазы и амплитуды поля. 10Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Выделяют из исследуемого пучка Я когерентных пучков, например, с помощЬю непрозрачного экрана с отверстиями. Каждый из лучков служит источником освещения периодического амплитудного транспа" ранта От каждого из источников в пространстве за транспарантом (в зо" не дифракции Френеля) образуются ин" терференционные картины, представляющие собой в фиксированных плоскостях саморепродуцированные размноженные изображения транспаранта.В рамках теории линейных систем, 25 опирающейся на параболическое приближение волновых фронтов в дифракционном интеграле Рэлея-Зоммерфельда, амплитуда элементарного размноженного изображения с номерами и и30 вдоль направлений базисных векторов периодического транспаранта от источника с номером 1 с 1 с=1,2Н, можно записать в видев(х,х )=А,Б(хх Вк(х, ух)Ф ЗБ С(4) вается на четыре центросимметричные или четыре центросимметричные и две 40 зеркально симметричные группы коэффициентов. Учитывая эти свойства, нетрудно выбрать систему источников таким образом, что линейная независимость коэффициентов уравнений (2) 45 будет обеспечена, а вместе с этимразрешимость системы уравнений (2) относительно Н неизвестных амплитуд и 0-1 неизвестных разностей фаз Н пучков, выделенных из исследуемого 50 пучка.На чертеже показано устройство,реализующее предлагаемый способУстройство содержит непрозрачныйэкран 1 с двумя отверстиями, периодиБб ческий транспарант 2, представляющийсобой полосовую амплитудную решетку, диафрагму 3 с тремя щелями, стекловолоконныйблок 4 разводки оптического сигнала, фотоприемные устройстгде А - комплексная амплитуда источника;(ХХ ) - функция амплитудного пропускания элементарной ячейкитранспаранта;Б(Х,Х,) - функция источника, характеризующая его форму и раз.меры;Ь(ХХ ) - импульсный отклик транспа"ранта учитывающий его размеры и влияние свободногопространства как фильтранизких частот;С - комплексная амплитуда эле"гментарного изображения в условиях бесконечной апертурытранспаранта и точечных источников освещения с единичной амплитудой.Размеры источников и элементарных ячеек транспаранта таковы, что размноженные изображения не перекрываются, а расположение источников таково,что изображения от каждого нэ нихсмещены одно относительно другого нацелое число периодов размноженногоиэображения,но не кратное 2 Н, вдольнаправлений базисных векторов. транспарайта (обозначим эти числа как1 Ь) и 1 Ь). Этим достигается кагерентное сложение элементарных изображений от каждого источника. Интенсивность изображения элементарной ячейки с номерами и, и и в этом случаераина 1 дА С +1 и 1 Ц ), 1(пп,МО :(2) где 06 - постоянная, характеризующая отклик. системы; Ц - множество 2 И"1 пар целых чисел, определяемое расположением источников, Линейная независимость коэффициентов в уравнениях (2) может быть обеспечена вследствие свойств симметрии коэффициентов Сп иВследствие соотношений Матрица коэффициентов Сраэби(6) а а амплитуды поля 1 10 СР - разность фаз поля в отверстиях экрана 1. Решение системы имеет вид(7) 15 3 а =-(1 +1 -1 )+ ь 2 22 з 7 ргн 3 Величи ссчитываю а,ся в блторноеФорм где р - период транспаранта;Ъ - длина волны освещения. Точная установка диафрагмы осуществляется с помощью юстировочной подвижки 10 при наблюдении в микроскоп 9 раз множенного иэображения транспаранта, отраженного полупрозрачным зеркалом 8 в поле зрения микроскопа. По измерениям амплитуды и фазы эталонного сигнала определяют отклик системы М . Ис- ЗО следуемый пучок, пройдя экран 1, транспарант 2 и диафрагму 3, по блоку разводки 4 попадает на вход фотоприемных устройств, измеряющих интенсивность поля в пределах щелевых диафрагм, наведенных на соответствующие3 размноженные изображения полос транспаранта соответственно 1, 1 и 1 з. В блоке Ь осуществляется решение сис"уравнений (2), сводящейея дляого варианта реализации способастеме особ ов по злуче 5 л пучке дпчессслеи ого амплиту уемым пучко родуцирован анта, по из орого судят ого транспаранта и регистрацию са го изображения т море- рансп л и ч а ю ю расшир настен за деления ф а варительн когереазмноже иэображени интенсивно темы данн ,к си О элемента и повторя Ьа 5, блок 6 операционных усилителей и вычислительной электроники, индикаторное устройство 7, юстировочное откидывающее полупрозрачное зеркало 8, микроскоп 9 и устройство подвижки 1 О.Устройство работает следующим образом. Экран 1 освещают эталонной электромагнитной волной с известными параметрами, транспарант 2 и диафрагму 3 устанавливают в положения, обеспечивающие трехкратное размножение изображения транспаранта. Расстояния Ед и Есоответственно от экрана 1 и диафрагмы 3 до транспаранта 2 подбирают так, чтобы1 -1 г ( =агср"- г - -. - ,Р 21,-1,-1,)оке 6 и поступают на индустройство 7,у л а и з о б р е т еопределения параметрэлектромагнитного иключающий освещение п но ренным параметрам копараметрах поля, о т й с я тем, что, с це ения функциональных возможсчет одновременного опрезы и амплитуды поля, прецисследуемый пучок делят на ных пучков, регистрируют е с коэффициентом 2 Ия транспаранта и измеряют сги 2 Мсоответствующих х.изобрайений периодичесющихся ячеек транспаранта.1363938 Составитель В.Рандошкинедактор Т,Рыбалова Техред М.Ходанич .КорректорС.Черни Зак Г В 113035, Ио ственно-полиграфическое предприятие, г,Уагород, ул.Проектная,рои раж ЗОударственногои изобретенийсква, Ж, Ра Подписноетета СССРкрытийая наб., д.:4