Голографический интерферометр с параллельными световыми пучками

44443 А 1 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 15 6 01 В 9/02 ОБ И ПИСАНИ ш ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И.ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(53) 531.715, 1 (088.8)(56) Авторское свидетельство СССР ,М 1120160. кл, 6 01 В 9/021, 1984.(54) ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ СВЕТОВЫМИ ПУЧКАМИ(57) Изобретение может быть использовано ,для йзмерения деформационных смещений пои испытаниях элементов конструкций машин и приборов, Цель изобретения состоит в повышении точности измерений при работе методом двух экспозиций с настройкой на полосы конечной ширины за счет введеИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформационных смещений при испытаниях деталей и узлов приборов и манИзвестен голографический интерферометр, предназначенныи для измерения деформационных смещений, Получаемые с его помощью голографические интерферограммы дают воэможность с высокой точно-стью (до 310мм) измерить нормальные составляющие деформационных смещений. Однако при этом, во-первых. остаются неизвестными знаки смещений, если интерферограммы получают методом двух экспозиций, и, во-вторых, невозможно изния дополнительного отсчетного устройства высокой чувствительности, обеспечивающего угловые повороты светоделителя вокруг двух взаимно перпендикулярных осей. , Для получения настроечных полос заданной ширины и наклона между первой и второй экспозициями поворачивают светоделитель на расчетные углы вокруг осей О и ОУ, При этом освещающий световой пучок после отражения от светоделителя повернется на угол а= 2 а + ау в направлении, зави 2сящем от отношения углов а и и у. и в обьектный световой пучок перед второй экспозицией будет введена линейно изменяющаяся разность фаз,. обеспечивающая настройку интерферометра на полосы конечной ширины, направленные перпендикулярно плоскости угла г., 3 ил. мерять смещения меньше четверти длины волны используемого света.Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является голографи. ческий интерферометр, оборудованный дополнительными устройствами согласно известному способу, суть которого заключа- . ется в том, что интерферометр оборудуется специальной голографической кассетой, позволяющей производить заданные поступательные перемещения голограмы в ее плоскости, и специальным устройствомдля точных угловых поворотов опорного светового пучка вокруг двух ортогональных осей, перпендикулярных оси опорного пучка, Эти дополнительные устройства обеспечивают настройку интерферометра на полосы коТак как настройка интерферометра наполосы конечной ширины в принципе неприводит к рассогласованию микроструктуры двух иэображений, то интерферограммахарактеризуется наивысшим возможнымконтрастом полос и, следовательно, отпадает необходимость в снабжении плоскогозеркала опорного светового пучка и фотокассеты двумя прецизионными механизма 0 ми подвижек, чем и достигается упрощениеконструкции и нтерферометра.Отличительным существенным признаком заявляемого технического решения является отсчетное устройство высокой5 чувствительности. Из литературы известнатакая конструкция устройства, Однако, вданном случае применение отсчетного устройства приводит к получению интерференционной картины высокого контраста с0 помощью одного прецизионного устройства вместо двух в прототипе, что свидетельствует о соответствии заявляемоготехнического решения критерию "сущест. венные отличия".5 На фиг, 1 показана принципиальнаясхема интерферометра; на фиг. 2 и фиг. 3 -две проекции одной из возможных конструкций устройства для угловых подвижексветоделителя,30 Голографический интерферометр состоит из источника света (лазера) 1, плоскихзеркал 2, телескопической системы с точечной диафрагмой 3, светоделителя 4, объектаисследований 5, фотопластинки (голограм 35 мы) б, плоского зеркала опорного световогопучка 7.Устройство для угловых подвижек светоделителя содержит литую подставку спрорезанным в ней хомутом 8, гайку хомута40 9, винт хомута 10, гайку подъемную 11, шток12, на котором крепится основание, полупрозрачные пластинки (светоделители) 13.14 подстроечный винт 15 с контргайкой 16,накладку 17, плоскую. и ружи ну 18, накладку45 19, толкатель 20, плату 21, на верхней плоской поверхности которой с помощью подходящего клея (например, типа "Циакрин"),крепится полупрозрачная пластина 14, двепланки 22, закрепленные к основанию 13 с50 помощью плоской пружины 18 и накладок17 и 19, шпильки 23, две пружины 24, притягивающие к основанию 13 плату 21 и двепланки 22, втулку резьбовую 25, винт настроечный 26, пружину 27, шарик 28, на 55 правляющие шпильки 29, диск с указателем30, шкалу отсчетную 31, маховичок 32,Работа устройства осуществляется следующим образом,1) Юстировка интерферометра. нечной ширины как при работе в реальноммасштабе времени, так и при работе методом двух экспозиций. Интерферограммы вполосах конечной ширины, в свою очередь,дают возмокность определять знаки измеряемых смещений и измерять смещенияменьше четверти длины волны используемого света.Однако, если при работе в реальноммасштабе времени в условиях визуального 1контроля дополнительные устройства обеспечивают уверенную настройку на полосыконечной ширины высокого контраста, то. при работе методом двух экспозиций визуальный контроль настройки невозмокен и 1высокий контраст настроечных полос можетбыть обеспечен лишь за счет жесткой взаимосвязи поступательных подвижек голограммы и угловых подвижек опорногозеркала, Требования к точности этих подвижек оказываются столь высокими, что дажеприменение самых современных прецизионных механизмов не гарантирует получения настроечных полос хорошегоконтраста. Снижение контраста полос вэтом случае приводит к увеличению погрешностей измерений.Целью изобретения является упрощение конструкции голографического интерферометра.Цель достигается тем,. что в голографический интерферометр, содержащий источник когерентного излучения ирасположенные по ходу излучения телеско. -пическую систему, светоделитель в видеплоскопараллельной пластины, плоскоезеркало, размещенное в опорном пучке,введено отсчетное устройство высокой чувствительности, обеспечивающее прецизионные угловые повороты светоделителявокруг двух взаимно перпендикулярныхосей, лежащих в плоскости первой по ходусветовых лучей полупрозрачной поверхности светоделителя,Для получения настроечных полос заданной ширины и наклона достаточно между первой и второй экспозициямиповернуть светоделитель на расчетные углы вокруг осей Ох (горизонтальная ось) и Оу(вертикальная ось). При этом освещающийсветовой пучок после отражения от светоде:М - 7лителя повернется на угол а = 2 гах + ау в направлении. зависящем от отношенияуглов а х и а у, и в обьектн ый световой пучокперед второй экспозицией будет введеналинейно изменяющаяся разность фаз, обеспечивающая настройку интерферометра наполосы конечной ширины, направленныеперпендикулярно плоскости угла а .При юстировке интерферометра отпускают гайку хомута 9 и, опуская или поднимая гайки 11 штока, устанавливают требуемую высоту положения центра полупрозрачной пластинки 14. Поворачивая шток 12 в отверстии подставки 8, грубо устанавливают требуемое угловое положение полупрозрачной пластины 14 в плоскости и фиксируют ее в этом положении, затягивая гайку хомута 9.Отпустив две контргайки 16 с помощью юстировочных винтов 15, устанавливают точное угловое положение полупрозрачный пластины 14, поворачивая ее вокруг осей Ох и Оу. и фиксируют ее в этом положении с помощью контргаек 16.2) Настройка на полосы конечной ширины,В отъюстированном интерферометре устанавливают объект исследований 5 и фотопластинку 6 (см, фиг, 1) и производят первую экспозицию. Оказывают на объект требуемое воздействие и производят настройку интерферометра на требуемую частоту полос, наклоненных относительно вертикальной оси Оу на угол а . Для этого маховичками 32 (см. фиг. 2 и 3) по шкалам 31, проградуированным в единицах пространственной частоты, устанавливают требуемые наклоны полупрозрачной пластины14 относительно осей Оу и Ох,Величины поворота маховичков 32 определяют по формулам Р,=Рсоза, Р=Рэп а где Р Ру - пространственные частоты интерференционных полос вдоль осей Оф и Оу соответственно,После этого производят вторую экспо зицию фотопластинки и, проявив ее, восстанавливают интерферограмму двойной экспозиции в полосах конечной ширины. По величине искривления полос судят о величине смещений исследуемой поверхности объ екта. а по знаку искривления полосопределяют знаки смещений.За счет устранения прецизионного механизма поступательных смещений голограмм, который может быть заменен 15 простой кассетой, упрощается конструкцияинтерферометра, количество механизмов прецизионных подвижек в интерферометре сокращается вдвое. Кроме того, за счет устранения операции точнОго согласования по ступательного перемещения голограммы с".угловыми перемещениями опорного светового пучка уменьшается трудоемкость работы на 10 - 20%.Формула изобретения25Голографический интерферометр с параллел ьн ы ми световыми пучками. содержащий источник когерентного излучения и расположеные по ходу излучения телеско пическую систему, светоделитель в видеплоскопараллельной пластины, плоское зеркало, размещенные в опорном пучке, и кассету с фотопластиной и механизм угловых поворотов, вокруг двух ортогональных 35 осей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения конструкции, механизм угловых поворотов, выполнен отсчетным. а светоделитель установлен на механизме поворотов, 17444431744443 Составитель В.Сарычева Техред М,Моргентал Корректо актор Е.Его ск Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,аказ 2185 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета п 113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТРаушская наб 4/5