Устройство для расшифровки сдвиговых спекл-интерферограмм

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) (Ю ОО 5 5 С 01 В 21/00 т точи ски оК тво СССР 16, 1984 ФРОВКИГРАЬЯ конти кционал я и ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСШИ СДВИГОВЫХ СПЕКЛ-ИНТЕРФЕР (57) Изобретение относит рольно-измерительной тех изобретения - расширение ных возможностей за счет определениянаправления вектора смещения и упрощение настройки устройства за счет исключения операции ориентации интерферограммы. Устройство состоит из оптичесвязанных сканатора 3, линз 5 и 6, обрачивающей призмы 7 и блока 8 измерения угла поворота, растра 12 и фотоприемника 14, коммутатора 15 и измерителя 18 разности фаз. По наборуразностей фаз сигналов, полученных,при падении двух лучей на спеклинтерферограмму 21 при различныхуглах поворота плоскости падения,определяют проекции вектора смещениядиффузного объекта на оси координат,2 ил.Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для определения вектора смещения диффузно отражающих объектов.Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей за счет определения направления вектора смещения и упрощение настройки устройства за счет исключения операции ориентации спекл-интерферограммы.На фиг,1 представлена блок-схема устройства; на Фиг,2 - временные диаграммы электрических сигналов на выходах. блоков устройства.15Устройство состоит иэ оптически связанных установленных последовательно по ходу лучей источника 1 когерентного излучения, отклоняющего элемента 2, сканатора 3 с зеркалом 4, линз 5 и 6, оборачивающей призмы 7 с блоком 8 измерения угла поворота, оборачивающей призмы 9, объектива 10, призменной панкратической системы 11, растра 12, линзы 13 и фотоприемника 14, коммутатора 15, вход которого подключен к выходу Фотоприемника 14, резонансных усилителей 16 и 17, входы которых подключены к выходам коммутатора 15, измерителя 18 разности Ьаз, входы которого подключены к выходам усилителей 16 и 17, генератора 19 прямоугольных импульсов выход которого подключен к выходам усилителеи 16 и 17, генератора 19 прямоугольных импульсов, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора 15, и аттенюатора. 20, включенного между выходом генератора 19 и вхо,дом сканатора 3.40Устройство работает следующимобразом.Спекл-интерферограмма 21 с заре гистрированными на ней спекл-картинамн от Объекта в возмущенном и невоз мущенном состояниях устанавливается в заднюю фокальную плоскость линзы 6,Пучок света от источника 1 когерентного излучения после отражения от элемента 2 попадает на зеркало 4 сканатора 3. Одновременно на сканатор подается прямоугольное напряжение с периодом Т , поступающее с генератора 19 через аттенюатор 20. Под действием прямоугольного напряжения зеркало сканатора приходит в колебательное55 движение. Зеркало колеблется вокруг оси сканатора, перпендикулярной к плоскости чертежа. Период колебаний равен Т, угловая амплитуда колебаний - 1/2 МО. Так как в исходном положении зеркало 4 перпендикулярно к оптической оси устройства, то падающий на зеркало 4 пучок света отклоняется последним на угол О по обе стороны от оптической оси устройства с периодом, равным Т. Отклоняющий элемент 2 одновременно выполняет функции экрана: его размеры выбраны так, что он экранирует линзу 5 от световых пучков, соответствующих промежуточным положениям сканатора 3, т.е. для углов отклонения /Ы /Поэтому световые пучки г и гпройдя линзы 5 и 6, оборачивающую призму 7, поочередно освещают спеклинтерферограмму 21.Интерференционные полосы формируются в задней фокальной плоскости объектива 10 на поверхности растра 12. Оборачивающая призма 9 и призменная панкратическая система 11 предназначены для настройки интерференционных полос:. с помощью вращения оборачивающей призмы 9 вокруг оптической оси устройства подстраивается ориентация полос, с помощью панкратической системы 11 - период,При движении растра 12 косинусоидальное распределение интенсивности в интерференционных полосах переходит в косинусоидальное изменение во времени суммарного светового сигнала на выходе растра, а пространствен.ная фаза полос - в фазу сигнала.Линза 13 фокусирует световой сигнал на фотоприемник 14, электрический сигнал с выхода которого через коммутатор 15 подается на резонансные усилители 16 и 17.Так как спекл-фотография освещается двумя световыми пучками г,и г, существование которых разделено во времени, в задней фокальной плоскости объектива 10 локализованы две системы интерференционных полос, также существующие в различные моменты времени. Соответственно на выходе фотоприемника 14 присутствуют два электрических сигнала, существование которых также разделено во времени, так как каждый из сигналов обязан своим происхождением соответственно одной из двух систем полос. Для разведения электрических сигналов на резонансные усилители 16 и 17 в устройстве предусмотрена электронная коммутация.15520056нат,- угол между осью Х и плоскостью падения, Я - длина волны,Измерив несколько разностей фаз для5различных а можно найти д и 4,т,е. определить вектор смещения. 40 45 Коммутатор 15 управляется тем же прямоугольным напряжением, что пода ется на сканатор 3. С выходов усили телей сигналы поступают на входы из мерителя 18 разности фаз.Процесс формирования электрических сигналов поясняется с помощью фиг.2, где П - прямоугольное напряжение с выхода генератора 19; Б, - сигнал с выхода фотоприемника; Ив, Ов сигналы с выходов коммутатора соответственно от первой и второй систем интерференционных полос; Ч, Ч - огибающие сигналов Б б и 0 б соответственно; 0, Б - сигналы с выходов резонансных усилителей 18 и 19;2 иТ = --- период сигнала У - часЯ9тота сигнала; Д У - разность фаз 20 сигналов.Резонансные усилители 16 и 17 на Й стрЬены на частоту Я, Я = -- ,25 где Х - период растра; Ч - скорость движения растра. В процессе измерений сигналы Б и Б с выходов резонансных усилителей 16 и 17 поступают на входы измерителя 18 разности фаз. С помощью оборачивающей призмы 7 поворачивают плоскость падения лучей на спекл-интерферограмму 21. Разность фаз, измеряемая измерителем 18, зависит от угла поворота плоскости .падения и от вектора смеще ния следующим образом: с2 Й епс ссеф+2+26 а 1 пК ап Льгде Й и Й - проекции вектора смещения на ось Х, перпендикулярную плоскости чертежа фиг.1, и ось У, лежащую в плоскости чертежа фиг.1, причем оси Х, У и ось Е, параллельная оптической оси устройства, образуют ортогональную систему коорди Формула изобретения Устройство для расшифровки сдвиговых спекл-интерферограмм, содержащее оптически связанные источник когерентного излучения, отклоняющий элемент, объектив, щелевой растр, установленный с возможностью перемещения перпендикулярно оптической оси объектива, и фотоприемник, резонансный усилитель и измеритель разности фаз, первый вход которого подключен к выходу резонансного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет определения направления вектора смещения и упрощения настройки устройства, оно снабжено последовательно установленными оптически связанными с отклоняющим элементом сканатором, телескопической фокусирующей системой, первой оборачивающей призмой с блоком измерения угла поворота и второй оборачивающей . призмой, панкратической оптической системой, установленной между объективом и растром, фокусирующей линзой, установленной между растром и фотоприемником, коммутатором, вход которого подключен к выходу фотоприемникаЭ а первый выход - к входу первого резонансного усилителя, вторым резонансным усилителем, включенным между вторым выходом коммутатора и вторым входом измерителя разности фаз, и ге-. нератором прямоугольного напряжения, выход которого подключен к управляющим входам коммутатора и сканатора, отклоняющий элемент расположен между сканатором и телескопической фокусирующей системой.1552005 Составитель М,Кузнец Редактор,А.Шандор ред М,Дидык орректор Т,Мале Подписноебретениям и открытиямаушская наб., д, 4/5 и ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "11 атент" Заказ 322 Тираж 484ВНИИПИ Государственного комитета по и113035, Москва, Ж,Ужгород, ул. Гагарина, 1 О