Способ голографического измерения спектрального состава модулированного оптического излучения

(5 рр 4 С О 1 3 3/28 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ 1 ЕЙ ИхВам й и твой. ГОсудАРстВенный номитет сссРпо делАм изоБ етений и отнРьп ий(71) Ордена Ленина физичесститут им. П,Н.Лебедева"Мир", 1978, с, 432-458,Боркова В.Н., Зубков В.А.,Крайский А,В. Голографическая спектроскопия с использованием нестационарной опорной волны. Квантоваяэлектроника, 1980, вып, 7, рр 10,с, 2192,(54)(57) СПОСОБ ГОЛОГРАФИЧЕСКОГОИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВАМОДУЛИРОВАННОГО ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, заключающийся в записи голограммы сигнальной волны, которуюнаправляют на голограмму совместно с опорной волной с изменяющейсяпо сечению частотой, и последующем восстановлении голограммы плзской волной и считывании спектра,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения динамическогодиапазона, увеличения дифракционной эффективности и упрощениясчитывания, в каждой точке опорнойволны осуществляют дополнительноеизменение частоты во времени, авосстановление голограммы осущесляют волной, сопряженной с ОпорнИзобретение относится к оптичес.кой спектроскопии и предназначенодля регистрации и анализа спектра излучения, провзаимодействовавшего со средой, например, при распространении света через среду с изменяющимися во времени неоднородностями,Известен способ оптического смещения, применяемый для измерения10 спектрального состава излученияс разрешением в единицы герц, вкотором исследуемое излучение смешивается с излучением гетеродина и получаемый таким образом интерфе ренционный сигнал поступает на фотодетектор, где преобразуется в электрический, последний далее анализируется известными методами, Но лри исследовании ряда медленных процессов 20 в физике, биофизике, химии, сейсмологии такого разрешения зачастую недостаточно,Наиболее близким ло техническойсути к изобретению является голографии - 25ческий способ измерения спектрального состава модулированного оптического излучения заключающийся взаписи голограммы сигнальной волны,которую направляют в плоскость регистрации совместно с опорной волнойс изменяющейся ло сечению частотсй,и последующем восстановлении голограммы плоской волной и считывании спектра. Этот способ имеет недостатки, которые заключаются в следующем.35 В процессе записи голограммы в каждом ее сечении регистрируется определенная спектральная компонента сигнала с ее амплитудой и фазой, т.е.40 информация о каждой спектральной компоненте сигнала локализована на малом (узком) участке голограммы. Это обстоятельство снижает динамический диапазон и дифракционную зф 45 фективность. Формирование спектра в плоскости голограммы на фоне постоянных засветок усложняет считывание его, так как требуется использование оптической системы и фильтрации.50Целью изобретения является расширение динамического диапазона, увеличение дифракционной эффективности и упрощение считывания,Цель достигается тем, что в спо собе голографического измерения спектрального состава модулированного оптического излучения, заключающемся в записи голограммы сигнальнойволны лри помощи опорной волны сизменяющейся по сечению частотой,последующем восстановлении голограммы плоской волной и считывании спектра, в каждой точке опорной волныосуществляют дополнительное изменение частоты во времени, а восстановление голограммы осуществляютволной, сопряженной с опорной,На фиг, 1 изображена принципиальная схема установки для реализацииспособа; на фиг. 2 - схема взаимодействия волн при падении на голограмму;на фиг. 3 и 4 - регистрируемые спектры сигналаСущность изобретения заключается в следующем. Первый этап - этапзаписи информации о световом лоле,модулированном во времени лри взаимодействии с исследуемой средой, т.е,на голограмму попадает излучение,комплексная амплитуда которогоявляется функцией времение(, )ей)р-ше- с 1В качестве опорной волны используется нестационарная волна с линейным изменением частоты ло координате и во времени Ы(см.фиг,2), Волна такого типа характеризуется тем, что волновой фронт во времени поворачивается относительно плоскости регистрации исмещается вдоль этой плоскости, Волна такого типа может быть сформирована только в течение ограниченного времени, На регистрирующем материале, например на голографической фотопластинке, регистрируется распределе - ние световой мощности.Тф+ компл сопр представляющее картину интерференции указанных волн и усредненное за время экспозиции ) , которое определяется временем существованиясимуме. Аппаратная функция схемы,определенная экспериментально дляразличных времен записи хорошо совпадает с расчетным значением, в частности для Т32,5 с эксперименталь -ное и расчетное значения дают0,52 10и 0,51 1 ОГц. Иэ записи,приведенной на Фиг. 4, видно, что вструктуре спектра уверенно различаются пички, отличакнциеся по интенсивности более, чем в 1400 раэ.Таким образом, динамический диапазонметода превосходит 10,Таким образом, для типичных исходных данных суммарная экспозиция 5 10 - 5 10 дх/см, отношение интенсивностей сигнальной и опорнойволн 1,/1 - 1/3 " 1/10, время экспо-,зиции 10 с - 10 мин) динамическийдиапазон увеличивается более чем в100 раз, а дифракционная эФфективность возрастает в 10-чО раз. Это,в свою очередь, ведет к тому, что1 О изучение медленных процессов в области Физики, биофизики, химии,сейсмологии с использованием заявляемого способа характеризуетсяповышением точности измерений и15 увеличением их надежности,053575 Редактор О. Юркова Техред М.Надь Корректор В, Гир няк Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 7019/1 Тираж 896ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5