Голографическое устройство

.99(088.8) орское свид 6 кл 0 етельство СССР Н 1/04, 1983,На ф г. 1 показантр опорногов которых в поляризаци гологр о в эл и сп учка и отмеченызможно расповых пластинок;длагаемого устучастки ложение на фиг. ния парам сследова четвертьволн2 - схема пр оги ства. енствосв. аны лазер 1, плос етоделитель 3, сфе 4, объект 5 гопоплоское. зеркало 7, нзы 8, поляризчцио а сх кое зерк рическое грамма 6 цилиндри ало 2, с зеркало второе е точносСтокса. кие ли р ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 011 ЧРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И А ВТОРСКОМУ СВИД(57) Изобретение относится к голографии и может быть использовано вэллипсометрии для определения параметров Стокса, а также для исследования.анизотропных объектов в био-,логии, медицине, кристаллофизике идругих, областях. Цель изобретенияповышение точности определения параметров Стокса, Устройство содержитлазер, оптически связанный с регистрирующей средой через предметный канал, содержащий зеркало, объект, иопорный канал, содержащий зеркало,цилиндрические линзы и поляризаИзобретение относится кфии, может быть использовалипсометрии для определеров Стокса, а также для ианизотропных объектов в бимедицине, кристаллофизикеобластях и является усоверванием изобретения по авт.9 1149206.Целью изо бретения является повыти определения парамет 2 ционную призму, в виде прямоугольной кюветы с перегородкой по диагонали, при этом одна часть кюветы заполнена оптически активным веществом с положительным направлением вращения плоскости поляризации, а другая - иммерсионной жидкостью или другим оптически активным веществом. Для реализации цели в устройство введены две четвертьволновые пластины, положение центров которых определяется условиями: у, =ф(сояссрА) /(, С/1, 7/4+( ц,/2-3; /2+ с с 3/4-. При этом диаметры Р пластинок определяются из соотношения (9, 76 ЪЦ,С(1, - 1) 1,)/псоя 9 гдф 1, сс В с (7 соя 9 тд с 1) /18 ф, С 1, где у, у - расстояния центров круглых четвертьволновых пластинок в плоскости поляризационного спектра от С его начала; ц, ц) - азимуты поляризации излучения, падающего на четверть- волновые пластинки;- длина волны излучения; 1 - удельное вращение активного вещества призмы; С - концентрация активного вещества. 2 ил.аай, 151341ная призма 9, четвертьволновые пластинки 10,В качестве лазера 1 использовался гелий-кадмиевый лазер ЛПИге 9 5нерирующий излучение на длине волны442 нм, Светоделитель 3 представляет собой плоскопараллельную стеклянную пла"тинку толшиной 10 мм. Поляризационная призма 9 выполнена в виде 10стеклянной кюветы размером 18 х 24 хх 5 см " перегородкой по диагонали,Одна часть кюветы заполнена 602-нымраствором сахара, а другая - глицерином, Чегвертьволновые пластинки диаметром 10 мм располагаются на расстоянии 10 см от поляризационнойпризмы, Объект 5 представляет собойматовое стекло, на которое наклееныпластинки слюды. Зеркала 2, 4 и 7 - 20с алюминиевым покрытием.Устройство работает следующим образом.Излучение лазера 1 зеркалом 2 направляегся на светоделитель 3, при 25поМощи которого делят излучение напредметный и опорный каналы, Пред- .метный пучок отражается от сферического зеркала 4 и направляетсяна исследуемый объект 5 и голограмму 6. Опорный пучок отражается отзеркала 7 и направляется на скрещен-.ные цилиндрические линзы 8, которыеформируют пучок с прямоугольным сечением, Далее этот пучок проходитчерез поляризационную призму 9, создающую на выходе сложное распределение состояния поляризации опорногопучка (фиг, 1) . Часть этого излучения проходит через четвертьволновыепластинки 10 и преобразуется в излучение с круговой (правой и левой) поляризацией, По голограмме 6, записанной с таким опорным пучком, определяют параметры Стокса, предметной волны, Для этого измеряют интенсивность восстановленного изображения в тех участках голограммы, на,которые падало опорное излучение сазимутом 0;/4; 7 /2; 37/4, а такжес левой и правой круговой поляризацией.Сущность изобретения заключаетсяв следующем,Для описания состояния поляризации световой волны обычно используют два параметра: угол эллиптичности и азимут большой оси эллипсаполяризации, Однако это описание адекватно только для полностью поляризованного излучения Для описанияхарактеристик частично поляризованного излучения используют параметры СтоксаВа 1 о + 1/ ю 82 11 и/фЯ, = 1 - Е Я 1 - 1,которые определяют в результате измерения интенсивности излучения 1, прошедшего через линейный поляризаторпри различных ориентациях плоскостипропускания. Измерение интенсивностикомпонент с левой и правой круговойполяризацией производят с помощьюкомпенсатора,Введение в устройство двух четвертьволновых пластинок необходимодля того, чтобы в пол.яризационномспектре, создаваемом поляризационнойпризмой. получить компоненты с правойи левой круговой поляризацией. Этопозволяет по изображению, восстановленному одной голограммой, измеритьинтенсивности компонент 1 ; 1-.,д1 1 Р и определитьпо ним параметры Стокса, не прибегаяк дополнительным измерениям, В результате повышается точность определения параметров Стокса. Повышениюточности способствует также и то обстоятельство, что все измеренные компоненты расположены вдоль одной прямой и голограмма регистрируется наодной среде.Поляриэационные компоненты, азимуты которых находятся в интервалахот/4 до 3/2 и от 7/2 до 3%4, неиспользуются для определения параметров Стокса. Поэтому именно в этихучастках наиболее целесообразно расположить четвертьволновые пластинки(фиг. 2), При этом ориентация быстрыхосей пластинок выбирается. таким образом, чтобы одна пластинка преобразовывалаподающее линейно поляризованное излучечие в излучение. с правойкруговой поляризацией, а другаяс левой. Координаты центров и диаметры круглых четвертьволновых пластинокопределяют иэ следующих предпосылок.Изменение азимута поляризации излучения, прошедшего через поляризационную призму, описывается следующим образом:(4) Ь - Ч = 1,/1 У,где у - текущая координата центрачетвертьволновой пластинкив плоскости проекции на нееполяризационного спектра,которая отстоит на расстоянии 1 от формирователя пучка. После подстановки (3) в (4) находим координаты центров пластинок соя М о 1Уцс 1 фо 1(5) где (р- азимуты поляризацииизлучения, падающего на четвертьволновые пла- " стинки,Четвертьволновые пластинки необходимо располагать так, чтобы они не искажали интенсивности компонент 11 ко, 1 ф-/1,-(.Поэтому с учетом угловых размеров четверть 5 15 где ( - удельное вращение активноговещества призмы;Й - толщина слоя активного вещества поляризационной нризмы еС - концентрация активного веществаЗависимость азимута поляризации от координаты ч на выходной грани призмы (фиг. 2) можно представить в видеЬ-ЧУ=,С ---- , (3)соз 9 еоф13413 в плоскости поляризационного спектраи с учетом (5) принимает значение осоз 9 Мо 1 Э 0 Ы В мо "с 18 оС 1Тогда максимальный угловой размерпластинки равен Формула изобретения Гол,графическое устройство по авт. св. Р 1149206, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения параметров Стокса, в него введены расположенные между поляризатором и регистратором две круглые четвертьволновые пластинки, положение центров которых определяется условиями сояОМо,1У,:гьо С 1 7/4 + йс ц,(/2 - й;35, У/2 + Вц . 3 к/2 - 8,при этом диаметры 0 пластинок определяются из соотношения 9 76 ЪЧ С(1,-1) 1 соз 61 о 1о со 891 як,ь 18 ЧоС 1 10мцкс /1Таким образом, на основании полученных соотношений достигается Оптимальное расположение четвертьволновых пластинок, что устраняет искажения измерений интенсивностей поляризационных компонент и по сравнению с известным устройством повышает точность определения параметровСтокса.где у,45 50. 55 волновых пластинок вводятся ограничения на диапазоны изменения азимутов поляризации (,.и ., При этом необходимо учитывать также влияние на точность измерения дифракции на краях пластинок. Первый дифракционный максимум не должен попадать в участки поляризационного спектра с азимутами й/4; о /2 и 3/4.С учетом дифракционного предела и геометрических соотношений (5) находим минимальный диаметр пла- стинки 9 76%УС (1.-1)10-А9мнсоз 98 К Максимальный диаметр пластинкиопределяется градиентом азимута расстояния центровкруглых четвертьволновых пластинок в плоскости поляризационного спектра от его начала; азимуты поляризации излучения, падающего на четвертьволновые пластинки;угол падения расходящегося пучка на поляризатор;угол при вершине активной части поляризатора;удельное вращение активного вещества поляризатора;1513413 Составитель В, АджалоТехред Л,Олийнык улла орректор Л, Бескид Редакто Заказ 6077/46 тираж 411НИИПИ Государственного комитета по113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская наб., д. 4/5 Пронзвог.,ственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул, Гагарина,10 С - концентрация активноговещества;1 " расстояние от формирователя расходящегосяпучка до четвертьволновойпластинки1 - расстояние от формирователя пучка до выходнойграни поляризатора;.- расстояние от формирователя пучка до регистратора(3 - максимальный угловой размер четвертьволновых пластинок и других рабочихзон поляризационногоспектра;- длина волны излучения.