Способ записи голограмм и голографических интерферограмм, и устройство для его осуществления

(5 ду 5 6 ИСАНИЕ ОБРЕТЕНщ 1 О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 15.08,92, Бюл. % 3071) Институт электроники АН БССР (72) Б.Н ТЮшкевич и В,Г.Бровкович (56) Голография. Методы и аппаратура./Под ред. В,М,Гинзбург и Б.М.Степанова; М.: Советское радио. 1974, с. 255-258.Миронов Е.М, Виброзащищенная голо- графическая измерительная установка, В кн. Исследования по динамике сооружений, Сб. научных трудов/ Под ред, А,И.Цейтлина. М., 1982, с. 117-122.Ковалев А.А., Тюшкевич Б.НБровкович В.Г., Варенов Ю.И., Дашкевич В,ИЩаяЗубров П.Г. Двухэкспозиционный импульсный голографический интерферометр на базе рубинового лазера, ЖПС. 1988. Т. 48, М 2, С. 330-332. Изобретение относится к голографической технике, в частности к многоэкспозиционной голографии и голографической интерферометрии.Известны способ записи голограмм и голографических интерферограмм и устройство для его осуществления, Известен способ заключается в том, что экспонирование регистрирующей среды осуществляют при подаче на нее опорного лазерного излучения в схеме голографирования и освещении объекта излучением лазера, жестко скрепленного с регистрирующей средой и схемой голографирования с помощью основания с амортизирующим блоком в виде сообщающихся воздушных подушек.Известное устройство содержит последовательно расположенные и оптически Ж, 1755250 А 1(54) СПОСОБ ЗАПРОСИ ГОЛОГРАММ И ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ ИНТЕРФЕРОГРАММ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Сущность: между первым и вторым усилением лазерного излучения производятобращение его волнового фронта нелинейной средой, плоскость поляризации усиленного и опорного лазерного излучения поворачивают на угол, равный ж/2 по отношению к направлению плоскости поляризации излучения заданного лазерного генератора, усиленное лазерное излучение на объект направляют с помощью поляризационного отражателя, жестко Скрепленного с задаощим лазерным генератором. 2 с.п. Ф-лы, 1 связанные лазер и схему голографирова- в ния, включающую опорный и объектный каналы, жестко скрепленные между собой и с (Я регистрирующей средой с помощью основа- у ния с амортизирующим блоком в виде сообщающихся воздушных подушек,Недостатком известных способа и уст- С ройства является то, что амортизация с помощью сообщающихся еоадушиих подушек обеспечивает лишь защиту голографиче- а ских установок от низкочастотных колебаний как целого, но такая защита малоэффективна от взаимных смещений элементов этих установок, которые приводят к существенному снижению контраста и дифракционной эффективности голографических интерферограмм и в общем случае -20 25 30 ром 50 к искажению информации о деформациях объекта.Известен также способ записи голограмм и голографических интерфербграмм заключающийся в том. что экспонирование регистрирующей среды осуществляют при подаче на нее опорного лазерного излучения в схеме голографирования, и освещении объекта излучением лазера, жестко скрепленного с регистрирующей средой и схемой голографирбвания с помощью основания с амортизйрующим блоком в виде пружин и демпферов вязкого трения.Известно устройство для -осуществления данного способа, содержащее последовательно расположенные и оптически связанные лазер и схему голографированиявключающую опорный и объектный каналы, жестко скрепленные между собой и с регистрирующей средой с помощью основания с амортизирующим блоком в виде пружин и демпферов вязкого трения.Недостатком известных способа и устройства является то, что амортизация с помощью пружин и демпферов вязкого трения также малоэффективна при защите голографической установки от взаимных смещений ее элементов, приводящих к снижению контраста и дифракционной эффективности голографических интерферограмм,Наиболее близкими к предлагаемому являются способ записи голограмм и голографических интерферограмм, и устройство для его осуществления, Известный способ заключается в том, что экспонируют регистрирующую среду интерференционной картиной, образованной совмещеиием предметного и опорного пучков, причем предметный пучокформируют издважды усиленного лазерного излучения, которое пе реотражают на объект с помощью призмы полного внутреннего отражения, при этом все элементы, формирующие пучки, жестко связаны с регистрирующей средой и лазеИзвестное устройство содержит оптически связанные задающий лазерный генератор, лазерные усилители, отражатель, выполненный в виде зеркала с диэлектрическим покрытием, опорный и предметный каналы, оси которых совмещены под углом на регистрирующей среде, при этом лазерные усилители жестко связаны с регистрирующей средой и задающим лазерным генератором.Недостатком известных способа и устройства является то, что в них также не обеспечивается защита от взаимных смещений элементов, входящих в голографическую установку, которые приводят к снижению контраста и дифракционной эффективности голографических интерферогоамм, Особенно это сказывается при голографировании крупногабаритных объектов, когда в качестве мощных источников когерентного излучения используются импульсные лазеры с усилительными каскадами, и разряд импульсных ламп накачки является одним из источников таких вбзмущений, Кроме того, что при этом возрастают требования к жесткости крепления элементов голографической установки, резко увеличивается ее вес и габариты.Цель изобретения - повышение контраста, дифракционной эффективности и снижения требований к жесткости крепления элементов голографической установки,Указанная цель достигается тем, что в способе записи голограмм и голографических интерферограмм, заключающемся в том, что экспонируют регистрирующую среду интерференционной картиной,.образованной совмещением предметного и опорного пучков, причем предметный пучок формируют из дважды усиленного лазерного излучения, при этом все элементы, формирующие пучки, жестко связаны с регистрирующей средой и лазером, между первым и вторым усилением лазерного излучения производят обращение его волнового фрочта, плоскость поляризации усиленного и опорного излучения поворачивают на угол, равный тт,2 по отношению к направлению плоскости поляризации исходного лазерного излучения, при этом переотражают усиленное лазерное излучение на объект с помощью поляризационйого отражателя,В устройстве записи голограмм и голографических интерферограмм, содержащем оптически связанные задающий лазерный генератор, лазерные усилители, отражатель, опорный и предметный каналы, оси которых совмещены подуглом на регистрирующей среде, при этом все элементы опорного и предметного каналов жестко связаны с регистрирующей средой и задающим лазерным генератором, введены поляриэационный, отражатель, жестко связанный с задающим лазерным генератором и не менее одного элемента для поворота плоскости поляризации на угол, равный л 2, расположенного последовательно по оси системы междузадающимлазерным генератором и лазерным усилителем, причем отражатель выполнен в виде нелинейной среды, обращающей волновой фронт,Совокупность новых признаков предлагаемых способа и устройства позволяет независимо от того, происходят в процессе10 15 зационный отражатель 2 поступает усилен 20 25 30 40 45 50 экспозиций и за время между двумя экспозициями смещения элементов голографической установки, таких, например, как лазерные усилители, приводящие к изменению направления оптического пути, или нет, направление вывода излучения на исследуемый объект сохранять одним и тем же, что обеспечивает получение голограмм с высокой дифракционной эффективностью, высококонтрастных голографических интерферограмм и дает возможность избежать появления пзразитных интерференционных полос наголограммах и голографических интерферограммах, свя- занных со смещением элементов голографической установки.Предлагаемый способ осуществляют следующей совокупностью операций.Осуществляют экспонирование регистрирующей среды интерференционной картиной, образованной совмещением предметного и опорного пучков, Предметный пучок формируют из дважды усиленного лазерного излучения, при это между первым и вторым усилением лазерного излучения пройзводят обращение его волнового фронта. Перед экспонированием плоскость пОляризации усиленного и опорного излучения поворачивают на угол; равный л ./2 по отношению к направлению плоскости полярйзации исходного лазерного излучения, при этом переотражают усиленное лазерное излучение на объект с помощью поляриэзционного отражателя, который жестко связан со всеми элемента .ми, формирующими пучки, регистрирующей средой и лазером. Аналогичным образом осуществляется вторая и последующие экспозиции.На чертеже представлено устройство для осуществления предложенного способа.Устройство содержит оптически связанные задающий лазерный генератор 1, поляризационный отражатель 2, оптический элемент 3, поворачивающий плоскОсть поляризации лазерного излучения, лазерные усилители 4, обращающую волновой фронт среду 5; схему 6 голографирования, включающую опорный канал 7 и предметный канал 8, регистрирующую среду 9, исследуемый объект 10. Задающий лазерный генератор 1, поляриззционный отражатель 2, элементы схемы 6 голографирования и регистрирующая среда 9 жестко закреплены.Предложенное устройство работает следующим образом.Когерентное излучение задающего лазерного генератора 1, поляризованное на его выходе, например, в плоскости чертежа,проходит через полярйзационный отражатель 2, После прохождения через оптический элемент 3 плоскость поляризации излучения пбворачизается на угол равный й /4. Далее, проходя чЕрез лазерные усилители 4 излучение усиливается первый раз,при отражении от обращающей волновой фронт среды 5 происходит обращение его волнового фронта, Затем при прохождении через лазерные усилители 4 излучение усиливается второй раз, а после прохождения через оптический элемент 3 плоскость поляризации излучения поворачивается еще на угол, равный ж /4. В результате на поляриное лазерное излучение, плоскость поляризации которого повернута нз угол,равный 7 т /2 по отношению к направлению плоскости поляризации излучения задающего лазерного генератора 1. Усиленное лазерное излучение в этом случае отражается поляризационным отражателем 2 в направлении схемы б голографирования и направляется по опорному каналу 7 на регистрирующую среду 9., а по предметному каналу 8 на исследуемый объект 10. Рассеянное исследуемым объектом 10 лазерное излучение поступает на регистрирующую бреду 9, Аналогичным образом осуществляется вторая и последующие экспозиции. На чертеже представлено устройство с одним оптическим элементом 3, который поворачивает плоскость поляризации усиленного лазерного излучения, поступающего в опорный канал 7 и предметный канал 8 схемы 6 голографирования на угол, равный й /2 по отношению к направлению плоскости поляризации излучения задающего лазера. Но в опорном канале 7 схемы 6 голографировзния можно использовать и часть лазерного излучения, еще не прошедшего дважды через оптический элемент 3, в этом случае необходим второй оптический элемент, поворачивающий плоскость поляризации опорного лазерного излучения, Следует отметить также, что предлагаемое устройство не исключает одновременного использования известных амортизирующих и другихустройств. В качестве задающего лазерного генераторз 1 использован двухимпульсный лазер на рубине марки РЛС 8 х 120/180, Поляризационным отражателем 2 служит поляризационное зеркало с диэлектрическим покрытием, В качестве оптического элемента 3, поворачивающего плоскость поляриззции лазерного излучения, применяется ячейка Фарадея. Лазерные усилители 4 с формирующей оптикой выполнены набазе рубиновых элементов РЛС 8 х 120/180 каких особых требований предъявлять не с телескопом 5 на входе, В качестве обре- надо.щающей волновой фронт среды 5 использо- Снижение требований к жесткости вана ячейка с ацетоном, В опорном канале крепления части элементов голографиче схемы 6 голографирования использова ской установки приводит одновременно к лось излучение, отраженное стеклянной уменьшению ее габаритов и веса, что позвоподложкой. В предметном канале 8 для Фор- ляетсоздавать передвижные комплексы для мирования объектного пучка применяется проведения натурных исследований объекнабор линз и линзовых растров. В качестве тов в рабочих условиях,регистрирующей среды 9 использована го Формул а изобретения логрзфическая Фотопленка ПО "Тасма". 1, Способ записи голограмм и голограОбъектом 10 исследований являлись изде- фических интерферограмм, заключающийся лия авиационнойтехники. Жесткимоснова- в том, что экспонируют регистрирующую нием для крепления элементов устройства среду интерференционной картиной, обрзслужит поверочная плита на воздушных по зованной совмеь,ением предметного и душках. опорного пучков, причем предметный пучокГаким образом, предложенные способ Формируют из дважды усиленного лазерно- и устройство обладают рядом существен-го излучения, при этом все элементы, форных отличий по сравнению с известными, мирующие пучки, жестко связаны с которые заключзются в обращении волно регистрирующей средой и лазером, о т л ивого фронта лазерного излучения между ча ю щи йс я тем, что, с целью повышения первым и вторым усилением, повороте пло- контраста идифракционной эффективности скости поляризации усиленного и опорного и снижения требований к жесткости креплелззерного излучения на угол равный л/2 по ния элементов голографической установки, отношению к направлению плоскости поля между первым и вторым усилением лазерризации излучения задающего лазерного ного излучения производят обращение его генератора, направлении усиленного лазер- волнового Фронта, плоскость поляризации ного излучения на объект с помощью поля- усиленного и опорного излучений поворачиризационного отражателя, жестко взют на угол, равный л/2 по отношению к скрепленного с задающим генератором, что ЗО направлению плоскости поляризации исобеспечивает независимо от того, происхо- ходного лазерного излучения, при этом педят в процессе экспозиций и за время меж- реотражают усиленное лазерное излучение ду экспозициями смещения элементов нз объект с помощью поляризационного отголографической установки, таких, напри- ражателя.мер, как лазерные усилители с формирую 2. Устройство записи голограмм и голощей оптикой, приводящие к изменению, графических интерферограмм, содержащее направления оптического пути, или нет, со- оптически связанные задающий лазерный хранение направления вывода излучения на генератор, лазерные усилители, отражаисследуемый объект одним и тем же, что тель, опорный и предметный каналы, оси позволяет, в свою очередь, получать голо которых совмещены под углом на регистриграммы с высокой дифракционной эффек- рующейсреде,приэтомэлементыопорного тивностью, высококонтрастные и предметного канзлов жестко связаны с голографические интерферограммы и избе- регистрирующейсредой изадзющимлазержать появления паразитных интерференци- ным генератором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, онных полос на гологрзммах и 45 что, с целью повышения контраста дифракголографических интерферограммах, свя- ционной эффективности и снижения требоэанных со смещением элементов гологра- ваний к жесткости крепления элементов фической установки, , голографической установки, в устройствоКроме того, в отличие от известных тех- . введены поляризационный отражатель, женических решений, где требуется пблная 50 сткосвязанныйсзадающимлазернымгеневиброизоляция, в предлагаемом изобрете- ратором, и не менее одного элемента для нии снижаются требования к жесткости поворота плоскости поляризации на угол. крепления элементов голографической ус- равный л /2, расположенного последоватзновки, посколькуздесь необходималишь тельно по оси системы между задающим жесткость конструкцйи задающего лазерно лазерным генератором и лазерным усилитего генератора с отводящими отражателями лем, причем отражатель выполнен в виде и схемой формирования опорного и пред- нелинейной среды, обращающей волновой метного пучков, з к креплению остальных фронт.элементов голографической установки ни1755250 Составитель Б,ТюшкевичТехред М,Моргентал ректор С.,Пека Редакто Сеглян ГКНТ СССР льский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Производственно-и Заказ 2892 Тираж ВНИИПИ Государственного ком 113035, МосПодписноета по изобретениям и открытиям