CN2638108Y - 用He－Ne激光器拍摄动态全息装置 - Google Patents
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Abstract
一种用He－Ne激光器拍摄动态全息装置，包括激光光源、望远镜、分束器、第一、第二、第三反射镜，待测样品和记录介质、其特征是：在激光光源和望远镜之间设有快门，在入射到记录介质(8)的物光路和参考光路上分别设有第一透镜和第二透镜，其位置关系是：激光光源输出光束经快门，由望远镜扩束后，被分束器一分为二，一束为参考光束Cb，另一束为物光束Wb，从分束器反射出来的物光束Wb经样品到达第一反射镜反射后，经第一透镜会聚到干板上，透过分束器的参考光束Cb经第二反射镜和第三反射镜反射，再经第二透镜会聚到全息干板上，干涉后形成全息图，记录在干板上。本实用新型可以用来研究在毫秒至亚微秒动态变化过程。
Description
技术领域：
本实用新型是关于一种用He-Ne激光器拍摄动态全息装置，特别涉及两次曝光动态变形的测试。主要用于固体激光器中增益介质畸变的检测，飞机机翼受力变形、汽车轮胎充气过程中破坏动态变形、气轮机汽缸中燃烧情况的观察等等。
背景技术：
光学全息术已在干涉量度学领域中获得了极其广泛的应用，在这些应用中，需要检验的表面可以是无规的，而且是漫反射的，它已成功地取代了普通迈克耳孙和泰曼-格林干涉仪中所要求的高质量光学抛光表面的检测。在两次曝光全息干涉量度学中，在同一张记录介质上分别曝光两次，如果在两次曝光期间，被研究的表面经受了任何变形或运动的话，那么，在以干涉条纹的形式所重构的再现像中，将会揭示出表面的这种运动和变形。在双脉冲全息术中是通过一台高功率脉冲激光器，例如调Q红金石激光器发射的短脉冲激光照射来实现两次曝光的。脉冲激光器所发射的这些脉冲在时间上是严格分开的，因而记录的全息图重构像能够显示物体运动或振动图像，这种方法对于非破坏性检测特别有效。
从上面的讨论可以看出，目前所有动态全息图的记录都采用脉冲激光器作为光源，诸如调Q红金石激光器、三倍频蓝宝石激光器等，这些激光器皆以脉冲方式工作，不仅价格昂贵，而且运转也很繁杂。
发明内容：
为克服在先技术中存在的缺点，本实用新型提出一种采用低功率He-Ne激光器拍摄动态全息图的装置。可以用来研究在毫秒至亚微秒动态变化过程，为了保证记录介质上有足够的曝光量，在光路中采用了两块透镜，将全息图压缩到Φ15mm～Φ3mm，并在光路中加设了快门装置。
所谓全息两次曝光法，是指在同一张记录介质上，先后记录物光波面在变化前后的两个全息图，则两个再现波面之间的干涉称为两次曝光全息干涉法。这种方法的强度分布为：
式中，O0为物光束振幅，R0为参考光束振幅，1为由第一次曝光引起的位相，2为第二次引起的位相。从上式可以看出，干涉条纹的强度仍是余弦分布，但条纹的可见度等于1。
本实用新型的技术解决方案如下：
一种用He-Ne激光器拍摄动态全息装置，包括激光光源、、望远镜、分束器、第一、第二、第三反射镜，待测样品和记录介质、其特征是：在激光光源和望远镜之间设有快门，在入射到记录介质(8)的物光路和参考光路分别设有第一透镜和第二透镜，上述各组成的位置关系是：激光光源输出光束经快门，由望远镜扩束后，被分束器一分为二，一束为参考光束Cb，另一束为物光束Wb，从分束器反射出来的物光束Wb经样品到达第一反射镜反射后，经第一透镜会聚到干板上，作为物波，透过分束器的参考光束Cb经第二反射镜和第三反射镜反射，再经第二透镜会聚到全息干板上，作为参考波，物波和参考波干涉后形成全息图，记录在干板上，这是第一次曝光，取走动态变化的物体，完成第二次曝光。
所述的激光光源是一台单模运转的He-Ne激光器，输出功率为1mW～5mW。
所述的快门是一种机械快门。
所述的望远镜是一台放大100倍的扩束系统，其功能在于将直径为1mm的光束扩大成直径100mm的光束。
所述的分束器是半透半反镜，它能将He-Ne激光50％透过，50％反射。
所述的记录介质是对He-Ne激感光灵敏的干板。
本实用新型与在先技术相比的优点在于：使用了第一透镜和第二透镜，将记录在全息图的面积缩小到Φ15mm～Φ3mm，从而大大提高了全息图上的照度，实现了脉冲曝光的目的，从而可以记录动态全息。
附图说明：
图1为本实用新型用低功率He-Ne激光器作光源，全息测试动态变形的装置原理图。
具体实施方式：
本实用新型采用低功率He-Ne激光器作光源，全息两次曝光法拍摄动态全息图的装置如图1所示，主要由激光光源1，快门9，望远镜2，分束器3，反射镜5、6、7，待测样品4和记录介质8，透镜10和11组成。
所说的激光光源1是一台单模运转的He-Ne激光器，输出功率为1mW～5mW；所说的快门9是一种机械快门(见在先技术：中国科学院上海光学精密机械研究所发明人高鸿奕、谢红兰、陈建文、熊诗圣、李新、徐至展，微秒可调高速机械快门，申请号03115590.1)；所说的望远镜2是一台放大100倍的扩束系统，其功能在于将直径为1mm的光束扩大成直径100mm的光束；所说的分束器3，它能将He-Ne激光50％透过，50％反射；所说的反射镜5、6、7，能将光束进行全反射；所说的记录介质8是对He-Ne激感光灵敏的干板；所说的透镜10和11能将光束进行会聚的透镜。
激光光源1输出光束经快门9，由望远镜2扩束后，被分束器3一分为二，一束为参考波Cb，另一束为物波Wb。
从分束器3反射出来的光束Wb经样品4到达反射镜5反射后，经透镜10会聚到干板8上，作为物波，透过分束器3的光束Cb经反射镜6和7反射，再经透镜11会聚到全息干板8上，作为参考波。物波和参考波干涉后形成全息图，记录在干板8上。这为第一次曝光，取走动态变化的物体，完成第二次曝光。
采用一支1mmHe-Ne激光器作光源，快门9选用照相机上的机械快门，或采用在先技术1中的快门，望远镜3扩束倍数为100，分束器3将光束一分为二，一束为参考波Cb，另一束为物波Wb。待测样品4可选择为燃烧的酒精灯的火焰区域，从分束器3反射出来的光束Wb经待测样品4的等离子火焰区域以后，被反射镜5反射，再经透镜10会聚成Φ5mm的光斑在低屏上，而透过分束器3的光束Cb经反射镜6和7全反，再到透镜11会聚成Φ5mm光束的低屏上。当这一切调整以后，取走低屏，封闭快门，曝光1ms，记录第一张全息图，以后取走待测样品，进行第二次曝光，就完成了动态全息图两次曝光记录，获得了酒精灯燃烧时，引起空气密度变化而在折射率变化的等高图。
Claims (6)
1、一种用He-Ne激光器拍摄动态全息装置，包括激光光源(1)、望远镜(2)、分束器(3)、第一、第二、第三反射镜(5、6、7)，待测样品(4)和记录介质(8)、其特征是：在激光光源(1)和望远镜(2)之间设有快门(9)，在入射到记录介质(8)的物光路和参考光路上分别设有第一透镜(10)和第二透镜(11)，上述各组成的位置关系是：激光光源(1)输出光束经快门(9)，由望远镜(2)扩束后，被分束器(3)一分为二，一束为参考光束Cb，另一束为物光束Wb，从分束器(3)反射出来的物光束Wb经样品(4)到达第一反射镜(5)反射后，经第一透镜(10)会聚到干板(8)上，作为物波，透过分束器(3)的参考光束Cb经第二反射镜(6)和第三反射镜(7)反射，再经第二透镜(11)会聚到全息干板(8)上，作为参考波，物波和参考波干涉后形成全息图，记录在干板(8)上。
2、根据权利要求1所述的所说的用He-Ne激光器拍摄动态全息装置，其特征在于所述的激光光源(1)是一台单模运转的He-Ne激光器，输出功率为1mW～5mW。
3、根据权利要求1所述的所说的用He-Ne激光器拍摄动态全息装置，其特征在于所述的快门(9)是一种机械快门。
4、根据权利要求1所述的所说的用He-Ne激光器拍摄动态全息装置，其特征在于所述的望远镜(2)是一台放大100倍的扩束系统，其功能在于将直径为1mm的光束扩大成直径100mm的光束。
5、根据权利要求1所述的所说的用He-Ne激光器拍摄动态全息装置，其特征在于所述的分束器(3)是半透半反镜，它能将He-Ne激光50％透过，50％反射。
6、根据权利要求1所述的所说的用He-Ne激光器拍摄动态全息装置，其特征在于所述的记录介质(8)是对He-Ne激感光灵敏的干板。
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2003
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| CN111240174B (zh) * | 2020-03-27 | 2020-12-22 | 河北工程大学 | 一种基于人工智能平台的全息成像装置及方法 |
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