RU140573U1 - HOLOGRAPHIC DEVICE FOR THE STUDY OF FAST PROCESSING PROCESSES - Google Patents
HOLOGRAPHIC DEVICE FOR THE STUDY OF FAST PROCESSING PROCESSES Download PDFInfo
- Publication number
- RU140573U1 RU140573U1 RU2013158696/28U RU2013158696U RU140573U1 RU 140573 U1 RU140573 U1 RU 140573U1 RU 2013158696/28 U RU2013158696/28 U RU 2013158696/28U RU 2013158696 U RU2013158696 U RU 2013158696U RU 140573 U1 RU140573 U1 RU 140573U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- collimator
- hologram
- object beam
- projection lens
- recording unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
Голографическое устройство для изучения быстропротекающих процессов, содержащее оптически связанные лазер, первую светоделительную пластину для разделения лазерного пучка на первый объектный пучок и первый опорный пучок, первый коллиматор, первую систему зеркал для ввода первого объектного пучка в первый коллиматор, второй коллиматор, вторую систему зеркал для ввода первого опорного пучка во второй коллиматор, рабочую камеру с исследуемым объектом, имеющую защитные окна, первый проекционный объектив, узел регистрации первой голограммы, при этом первый коллиматор установлен перед рабочей камерой, второй коллиматор установлен между рабочей камерой и узлом регистрации первой голограммы, вторая система зеркал и второй коллиматор установлены с возможностью формирования первого опорного пучка для регистрации первой голограммы, а первый проекционный объектив установлен в первом объектном пучке между рабочей камерой и узлом регистрации первой голограммы, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены вторая светоделительная пластина, второй проекционный объектив, узел регистрации второй голограммы, третья система зеркал и третий коллиматор, при этом вторая светоделительная пластина установлена под углом к оптической оси с возможностью разделения первого объектного пучка на второй объектный пучок, направление которого совпадает с первым объектным пучком, и второй опорный пучок, второй проекционный объектив установлен между второй светоделительной пластиной и узлом регистрации второй голограммы, причем второй объектный пучок, достигая поверхности исследуемого объекта, диффузно рассеивA holographic device for studying fast processes containing an optically coupled laser, a first beam splitter plate for dividing the laser beam into a first object beam and a first reference beam, a first collimator, a first mirror system for introducing a first object beam into a first collimator, a second collimator, and a second mirror system for entering the first reference beam into the second collimator, a working chamber with an object under study, having protective windows, a first projection lens, a recording unit of the first holograph we, while the first collimator is installed in front of the working camera, the second collimator is installed between the working camera and the recording unit of the first hologram, the second mirror system and the second collimator are installed with the possibility of forming the first reference beam for recording the first hologram, and the first projection lens is installed in the first object beam between the working chamber and the registration unit of the first hologram, characterized in that a second beam splitting plate, a second projection volume, are additionally introduced into the device a lens, a recording unit for a second hologram, a third system of mirrors and a third collimator, while the second beam splitter plate is mounted at an angle to the optical axis with the possibility of dividing the first object beam into a second object beam, the direction of which coincides with the first object beam, and a second reference beam, the second a projection lens is mounted between the second beam splitting plate and the recording unit of the second hologram, the second object beam reaching the surface of the object under study diffusely scattering
Description
Полезная модель относится к области оптического приборостроения и может быть использована для изучения двухфазных потоков «твердые частицы - газ» в экспериментальной газовой динамике, для исследования структуры потока частиц, образующихся в запреградной зоне при взаимодействии движущегося тела с преградой, в механике разрушения твердых тел, при обтекании движущихся тел в условиях баллистических установок, для диагностики факелов в энергетических топках котлов и в других областях.The utility model relates to the field of optical instrument engineering and can be used to study two-phase flows “solid particles - gas” in experimental gas dynamics, to study the structure of the flow of particles formed in the afterglow zone when a moving body interacts with an obstacle, in the mechanics of the destruction of solids, flow around moving bodies in ballistic installations, for the diagnosis of torches in energy furnaces of boilers and in other areas.
Известно голографическое устройство (см. Поляков С.Н., В.Т. Черных. Толографический метод диагностики двухфазных потоков при высокоскоростном разрушении твердых материалов", Известия СО АНСССР, серия технических наук, вып. 4, 1990 г. с. 136-139), содержащее лазер, осветительные и приемные части объектных ветвей, выполненные на основе сферических зеркал, коллиматоры опорных ветвей, установленные между рабочей зоной и узлом регистрации голограммы, и собственно узел голограммы.A holographic device is known (see Polyakov S.N., V.T. Chernykh. Tolographic method for the diagnosis of two-phase flows during high-speed destruction of solid materials ", Izvestiya SO ANSSSR, a series of technical sciences, issue 4, 1990, pp. 136-139 ), containing a laser, lighting and receiving parts of the object branches, made on the basis of spherical mirrors, collimators of the supporting branches installed between the working area and the hologram registration unit, and the hologram unit itself.
Известно также голографическое устройство (см. В.Т. Черных, А.Ф. Белозеров. Авторское свидетельство SU №469882, МПК G01B 9/02, 05.05.1975), содержащее источник когерентного излучения, светоделительную пластину, оптическую систему с возможностью формирования опорной и объектной ветвей, дифракционный элемент перед исследуемым объектом и узел регистрации голограммы.A holographic device is also known (see V.T. Chernykh, A.F. Belozerov. Copyright certificate SU No. 469882, IPC G01B 9/02, 05/05/1975) containing a source of coherent radiation, a beam splitter plate, an optical system with the possibility of forming a reference and object branches, a diffraction element in front of the object being studied, and a hologram registration unit.
Прототипом является голографическое устройство (см. Исследование движения тела в двухфазных потоках голографическом методом / Духовский И.А., Ковалев П.И., Разумовская А.И., Черных В.Т. Оптика и спектроскопия, т. 63, вып. 5, с.с. 1105-1108, 1987 г.), содержащее лазер, светоделитель для образования опорной и объектной ветвей, коллиматоры с возможностью формирования световых полей, систему зеркал, установленных вдоль оптических осей объектной и опорной ветвей, рабочую зону, проекционный объектив и узел регистрации голограммы.The prototype is a holographic device (see Investigation of body motion in two-phase flows by the holographic method / Dukhovskiy I.A., Kovalev P.I., Razumovskaya A.I., Chernykh V.T. Optics and Spectroscopy, vol. 63,
Недостатком известных голографических устройств является ограниченные технологические возможности голографической визуализации структуры двухфазного потока при изучении ансамбля частиц, образующегося при взаимодействии тела, движущегося с большой скоростью, с преградой, а также невозможность получения информации о состоянии поверхности движущегося тела, обусловленные тем, что посредством известных голографических устройств за время одного эксперимента визуализируют поток только в одном направлении просвечивания.A disadvantage of the known holographic devices is the limited technological capabilities of holographic visualization of the structure of a two-phase flow when studying an ensemble of particles formed by the interaction of a body moving at high speed with an obstacle, as well as the impossibility of obtaining information about the state of the surface of a moving body, due to the fact that by means of known holographic devices during one experiment, the flow is visualized in only one direction of transmission.
Однако на практике представляет несомненный интерес получение сведений не только о внутренней структуре двухфазного потока (размер частиц, их форма и т.д.), но и о состоянии поверхности движущегося тела.However, in practice it is of undoubted interest to obtain information not only about the internal structure of a two-phase flow (particle size, shape, etc.), but also about the state of the surface of a moving body.
Задачей предлагаемой полезной модели является расширение технологических возможностей при голографическом изучении структуры потока и состояния поверхности движущегося тела в этом потоке за счет обеспечения возможности, за время одной экспозиции, регистрации двух голограмм, одна из которых соответствует просвечиванию исследуемого объекта прямопрошедшим объектным пучком, а другая соответствует диффузно отраженному объектному пучку с диффузно рассеянным объектным пучком.The objective of the proposed utility model is to expand technological capabilities in the holographic study of the flow structure and the state of the surface of a moving body in this flow by providing the possibility, during one exposure, of recording two holograms, one of which corresponds to the transmission of the object under study by a direct transmitted object beam, and the other corresponds to diffusely a reflected object beam with a diffusely scattered object beam.
Технический результат достигается тем, что в голографическое устройство для изучения быстропротекающих процессов, содержащее оптически связанные лазер, первую светоделительную пластину для разделения лазерного пучка на первый объектный пучок и первый опорный пучок, первый коллиматор, первую систему зеркал для ввода первого объектного пучка в первый коллиматор, второй коллиматор, вторую систему зеркал для ввода первого опорного пучка во второй коллиматор, рабочую камеру с исследуемым объектом, имеющей защитные окна, первый проекционный объектив, узел регистрации первой голограммы, при этом первый коллиматор установлен перед рабочей камерой, второй коллиматор установлен между рабочей камерой и узлом регистрации первой голограммы, вторая система зеркал и второй коллиматор установлены с возможностью формирования первого опорного пучка для регистрации первой голограммы, а первый проекционный объектив установлен в первом объектном пучке между рабочей камерой и узлом регистрации первой голограммы, согласно предлагаемой полезной модели, дополнительно введены вторая светоделительная пластина, второй проекционный объектив, узел регистрации второй голограммы, третья система зеркал и третий коллиматор, при этом вторая светоделительная пластина установлена под углом к оптической оси, с возможностью разделения первого объектного пучка на второй объектный пучок, направление которого совпадает с первым объектным пучком, и второй опорный пучок, второй проекционный объектив установлен между второй светоделительной пластиной и узлом регистрации второй голограммы, причем второй объектный пучок, достигая поверхности исследуемого объекта, диффузно рассеивается на его поверхности и поступает в обратном ходе на вторую светоделительную пластину и во второй проекционный объектив, третья система зеркал и третий коллиматор установлены с возможностью формирования второго опорного пучка для регистрации второй голограммы, при этом устройство выполнено с возможностью регистрации, за время одной экспозиции, первой и второй голограмм, причем первая голограмма соответствует просвечиванию исследуемого объекта первым объектным пучком, а вторая голограмма соответствует диффузно отраженному второму объектному пучку.The technical result is achieved in that in a holographic device for studying fast processes, containing an optically coupled laser, a first beam splitter plate for dividing the laser beam into a first object beam and a first reference beam, a first collimator, a first mirror system for introducing the first object beam into the first collimator, a second collimator, a second system of mirrors for introducing the first reference beam into the second collimator, a working chamber with an object under study, which has protective windows, the first projection the first lens, the registration unit of the first hologram, while the first collimator is installed in front of the working camera, the second collimator is installed between the working camera and the registration unit of the first hologram, the second mirror system and the second collimator are installed with the possibility of forming the first reference beam for recording the first hologram, and the first projection the lens is mounted in the first object beam between the working camera and the recording unit of the first hologram, according to the proposed utility model, a second one is additionally introduced a beam splitting plate, a second projection lens, a second hologram recording unit, a third mirror system and a third collimator, while the second beam splitting plate is mounted at an angle to the optical axis, with the possibility of dividing the first object beam into a second object beam, the direction of which coincides with the first object beam, and a second reference beam, a second projection lens is mounted between the second beam splitter plate and the recording unit of the second hologram, the second object beam reaching n the surface of the object under study diffusely scatters on its surface and enters in reverse motion to the second beam splitter plate and the second projection lens, the third mirror system and the third collimator are installed with the possibility of forming a second reference beam for recording the second hologram, while the device is arranged to register, during one exposure, the first and second holograms, the first hologram corresponding to the transmission of the object under study by the first object beam, and the second goal grams corresponds to the second diffusively reflected object beam.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная оптическая схема предлагаемого голографического устройства для изучения быстропротекающих процессов.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a schematic optical diagram of the proposed holographic device for studying fast processes.
Цифрами на чертеже обозначены:The numbers in the drawing indicate:
1 - лазер,1 - laser
2 - первая светоделительная пластина,2 - the first beam splitting plate,
3, 4 - первая система зеркал,3, 4 - the first mirror system,
5 - первый коллиматор,5 - first collimator,
6 - рабочая камера с исследуемым объектом,6 - working chamber with the studied object,
7 - защитные окна рабочей камеры,7 - protective windows of the working chamber,
8 - первый проекционный объектив,8 - the first projection lens
9 - узел регистрации первой голограммы,9 - node registration of the first hologram,
10, 11, 12, 13 - вторая система зеркал,10, 11, 12, 13 - the second system of mirrors,
14 - второй коллиматор,14 - second collimator,
15 - вторая светоделительная пластина,15 is a second beam splitting plate,
16 - второй проекционный объектив,16 is a second projection lens,
17 - узел регистрации второй голограммы,17 - node registration of the second hologram,
18, 19, 20, 21 - третья система зеркал,18, 19, 20, 21 - the third system of mirrors,
22 - третий коллиматор,22 - third collimator,
Wоб - первый объектный пучок,W about - the first object beam,
- второй объектный пучок, - second object beam,
Wоп - первый опорный пучок,W op - the first reference beam,
- второй опорный пучок. - second reference beam.
Голографическое устройство содержит оптически связанные лазер 1, первую светоделительную пластину 2 для разделения лазерного пучка на первый объектный пучок Wоб и первый опорный пучок Wоп первый коллиматор 5, первую систему зеркал 3, 4 для ввода первого объектного пучка Wоб в первый коллиматор 5, второй коллиматор 14, вторую систему зеркал 10, 11, 12, 13 для ввода первого опорного пучка Wоп во второй коллиматор 14, рабочую камеру 6 с исследуемым объектом, имеющей защитные окна 7, первый проекционный объектив 8, узел 9 регистрации первой голограммы, при этом первый коллиматор 5 установлен перед рабочей камерой 6, второй коллиматор 14 установлен между рабочей камерой 6 и узлом 9 регистрации первой голограммы, вторая система зеркал 10, 11, 12, 13 и второй коллиматор 14 установлены с возможностью формирования первого опорного пучка Wоп для регистрации первой голограммы, а первый проекционный объектив 8 установлен в первом объектном пучке Wоб между рабочей камерой 6 и узлом 9 регистрации первой голограммы.The holographic device comprises an optically coupled laser 1, a first beam splitter plate 2 for dividing the laser beam into a first object beam W about and the first reference beam W op the
Отличием предлагаемого голографического устройства для изучения быстропротекающих процессов является то, что в него дополнительно введены вторая светоделительная пластина 15, второй проекционный объектив 16, узел 17 регистрации второй голограммы, третья система зеркал 18, 19, 20, 21 и третий коллиматор 22, при этом вторая светоделительная пластина 15 установлена под углом к оптической оси, с возможностью разделения первого объектного пучка Wоб на второй объектный пучок , направление которого совпадает с первым объектным пучком Wоб, и второй опорный пучок , второй проекционный объектив 16 установлен между второй светоделительной пластиной 15 и узлом 17 регистрации второй голограммы, причем второй объектный пучок , достигая поверхности исследуемого объекта, диффузно рассеивается на его поверхности и поступает в обратном ходе на вторую светоделительную пластину 15 и во второй проекционный объектив 16, третья система зеркал 18, 19, 20, 21 и третий коллиматор 22 установлены с возможностью формирования второго опорного пучка для регистрации второй голограммы, при этом устройство выполнено с возможностью регистрации, за время одной экспозиции, первой и второй голограмм, причем первая голограмма соответствует просвечиванию исследуемого объекта первым объектным пучком Wоб, а вторая голограмма соответствует диффузно отраженному второму объектному пучку .The difference between the proposed holographic device for studying fast processes is that it additionally introduces a second
Принцип действия предлагаемого голографического устройства заключается в следующем.The principle of operation of the proposed holographic device is as follows.
Когерентный световой пучок от лазера 1 с помощью первой светоделительной пластины 2 делится на первый объектный Wоб и первый опорный Wоп световые пучки. Эти пучки поступают, посредством первой системы зеркал 3, 4 и второй системы зеркал 10, 11, 12, 13, соответственно, в коллиматоры 5 и 14.The coherent light beam from the laser 1 using the first beam splitter plate 2 is divided into the first object W about and the first reference W op light beams. These beams enter, through the first system of mirrors 3, 4 and the second system of
В первом объектном пучке Wоб между первым коллиматором 5 и рабочей камерой 6 установлена вторая светоделительная пластина 15 под углом к оптической оси. Первый объектный пучок проходит через вторую светоделительную пластину 15, рабочую камеру 6, первый проекционный объектив 8, который осуществляет оптическое сопряжение рабочей зоны камеры 6 с плоскостью узла 9 регистрации первой голограммы, и поступает в него, как прямопрошедший объектный пучок, где интерферирует с первым опорным пучком Wоп.In the first object beam W about between the
Прошедший сквозь вторую светоделительную пластину 15 первый объектный пучок Wоб, достигая поверхности исследуемого объекта, находящегося в рабочей камере 6, рассеивается на ее поверхности. Рассеянный на поверхности исследуемого объекта пучок (второй объектный пучок ) в обратном ходе поступает на вторую светоделительную пластину 15 и попадает в апертуру второго проекционного объектива 16. Объектив 16 сопрягает рабочую зону камеры 6 с плоскостью узла 17 регистрации второй голограммы. Во второй опорный пучок ., отраженный от второй светоделительной пластины 15, установлена третья система зеркал 18, 19, 20, 21 и третий коллиматор 22, с возможностью формирования опорного пучка для регистрации второй голограммы в узле 17, куда также поступает диффузно рассеянный объектный пучок (второй объектный пучок ). При суперпозиции второго опорного пучка и второго объектного пучка в плоскости узла 17 регистрируется вторая голограмма.Passing through the second beam-splitting
Посредством предлагаемого голографического устройства появляется реальная возможность за время одной экспозиции регистрировать две голограммы, одна из которых соответствует просвечиванию исследуемого объекта прямопрошедшим первым объектным пучком Wоб, а другая соответствует диффузно отраженному второму объектному пучку , что является весьма эффективным средством при изучении (измерении) быстропротекающих во времени объектов.By means of the proposed holographic device, there is a real opportunity to register two holograms during one exposure, one of which corresponds to the transmission of the object under study by the straight-through first object beam W about , and the other corresponds to the diffusely reflected second object beam , which is a very effective tool in the study (measurement) of fast-moving objects in time.
Восстановленный волновой фронт с первой голограммы дает возможность изучать структуру двухфазного потока (размер частиц, их форму, концентрацию и др.), а при реконструкции второй голограммы - оценивать состояние поверхности тела, движущегося, например, в том же потоке, но при наличии твердых частиц.The reconstructed wavefront from the first hologram makes it possible to study the structure of a two-phase flow (particle size, shape, concentration, etc.), and during reconstruction of the second hologram, it is possible to evaluate the state of the surface of a body moving, for example, in the same flow, but in the presence of solid particles .
Таким образом, предлагаемая полезная модель может найти применение при решении различных экспериментальных задач в физике горения, в баллистике, в газовой динамике, при изучении процессов смешения, воспламенения и горения компонент топлив в энергетических установках и в других областях.Thus, the proposed utility model can find application in solving various experimental problems in combustion physics, in ballistics, in gas dynamics, in studying the processes of mixing, ignition, and combustion of fuel components in power plants and in other fields.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013158696/28U RU140573U1 (en) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | HOLOGRAPHIC DEVICE FOR THE STUDY OF FAST PROCESSING PROCESSES |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013158696/28U RU140573U1 (en) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | HOLOGRAPHIC DEVICE FOR THE STUDY OF FAST PROCESSING PROCESSES |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU140573U1 true RU140573U1 (en) | 2014-05-10 |
Family
ID=50630262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013158696/28U RU140573U1 (en) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | HOLOGRAPHIC DEVICE FOR THE STUDY OF FAST PROCESSING PROCESSES |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU140573U1 (en) |
-
2013
- 2013-12-27 RU RU2013158696/28U patent/RU140573U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Korotkova et al. | Applications of optical coherence theory | |
AU2013327811B2 (en) | One-dimensional global rainbow measurement device and measurement method | |
CN104634699B (en) | Laguerre-gaussian beam-based speckle contrast imaging measurement device and laguerre-gaussian beam-based speckle contrast imaging measurement method | |
Wu et al. | In-situ characterization of coal particle combustion via long working distance digital in-line holography | |
Glatt et al. | Moiré deflectometry—ray tracing interferometry | |
CN109932304A (en) | A kind of method and device based on digital in-line holographic measurement drop refractive index | |
Pedersen | Intensity correlation metrology: a comparative study | |
Wen et al. | Characterization and verification of astigmatic interferometric particle imaging for volumetric droplet 3D position and size measurement | |
RU2557374C1 (en) | Method for holographic rendering of high-speed processes | |
RU140573U1 (en) | HOLOGRAPHIC DEVICE FOR THE STUDY OF FAST PROCESSING PROCESSES | |
WO2001006216A1 (en) | Method and apparatus for investigating fluid flow variables, element characteristics and nearsurface temperature and forces | |
RU123136U1 (en) | HOLOGRAPHIC INTERFEROMETER | |
Ahmed et al. | Structured light-field focusing for flowfield diagnostics | |
RU2502950C1 (en) | Method for topographic imaging of streamlining of moving object | |
RU183438U1 (en) | Device for measuring the distribution of the concentration and size of nanoparticles in liquids | |
Poplavski et al. | On the peculiarities of LDA method in two-phase flows with high concentrations of particles | |
RU2500005C1 (en) | Method of obtaining topographic interference patterns of phase object | |
RU140586U1 (en) | LASER INTERFEROMETER | |
RU140575U1 (en) | HOLOGRAPHIC INTERFEROMETER FOR CONTROL OF A RING SURFACE NON-PLANE | |
RU123933U1 (en) | HOLOGRAPHIC INTERFEROMETER | |
Şimon-Marinică et al. | Visualization and record methods for the initiation of air-methane explosive atmospheres | |
Tamrin et al. | Measurement of signal-to-noise ratio (SNR) in off-axis particle holography using paraxial approximation | |
Hiroyasu et al. | Optical techniques for diesel spray and combustion | |
RU2548935C1 (en) | Method of obtaining interference pattern in coherent light | |
Gnanaseelan | Quantitative Analysis of Tomographic Imaging for Multiphase Fields |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20141228 |