RU2018111C1

RU2018111C1 - Apparatus for investigating optic inhomogeneities

Info

Publication number: RU2018111C1
Authority: RU
Inventors: Б.В. Наумов; Э.И. Красовский; А.Н. Королев; И.Н. Волова
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1991-07-08
Publication date: 1994-08-15

Abstract

FIELD: optics. SUBSTANCE: apparatus has an optic system including a radiation source collimating objective lens, protection glass shield and television system including a light converter, synch pulse generator and video watching device which has auxiliary prism, cylindrical lens, pulse counter, pulse generator, serially connected comparator, pulse shaper, register, rapid-access storage with control device digital-analogue converter and adder. The apparatus is characterized in that one of the prism faces is in contact with medium to be investigated and at an obtuse angle to the protection glass shield surface being in contact with the medium investigated and the other face of the prism is reflective. The cylindrical lens is interposed between the collimating onjective lens and its focal plane, a generator line of the cylindrical surface being orthogonal to a rib formed by crossed prism and protection glass shield surfaces facing each other and being in contact with the investigated medium. The light converter is disposed in the focal plane of the composite objective including the collimating objective lens and cylindrical lens in the cross-section orthogonal to its main focusing cross-section. The light converter output is connected to the comparator input, the pulse generator output is connected to the pulse counter input, the synch pulse generator output is connected to the inputs of control device and adder and to the zero-setting inputs of register and counter, the adder output being connected to the video watching device input and pulse shaper output being connected to the synch pulse input of register. EFFECT: enhanced accuracy and reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть применено для исследования прозрачных оптических неоднородностей, сформированных за счет флуктуаций показателя преломления в жидких и газообразных средах. The invention relates to optical instrumentation and can be used to study transparent optical inhomogeneities formed due to fluctuations in the refractive index in liquid and gaseous media.

Известно устройство для исследования оптических неоднородностей в прозрачных средах, основанное на теневом методе визуализации прозрачных неоднородностей [1]. A device for studying optical inhomogeneities in transparent media is known, based on the shadow method of visualizing transparent inhomogeneities [1].

Наиболее близким к изобретению является устройство для исследования оптических неоднородностей, содержащее оптическую систему с источником излучения, коллимационным объективом и защитным стеклом и телевизионную систему со светопреобразователем, генератором синхроимпульсов и видеопросмотровым устройством (ВПУ) [2]. Closest to the invention is a device for studying optical inhomogeneities, comprising an optical system with a radiation source, a collimation lens and a protective glass, and a television system with a light transducer, a clock generator, and a video viewing device (VPU) [2].

Недостатком его является низкая разрешающая способность оптической системы, обусловленная особенностями визуализации прозрачных неоднородностей, принципиально присущим теневому методу вследствие наличия ножа, причем степень снижения разрешения высоких пространственных частот зависит от положения теневого ножа относительно изображения световой диафрагмы, что делает практически невозможной коррекцию пространственно частотных характеристик для обычно используемых на практике теневых систем (в которых предусмотрен подбор положения ножа в процессе исследований с целью реализации максимальной чувствительности). Its disadvantage is the low resolution of the optical system, due to the visualization features of transparent inhomogeneities, fundamentally inherent in the shadow method due to the presence of the knife, and the degree of decrease in resolution of high spatial frequencies depends on the position of the shadow knife relative to the image of the light diaphragm, which makes it almost impossible to correct the spatial frequency characteristics for usually shadow systems used in practice (in which the selection provides a knife in the research process in order to realize maximum sensitivity).

Еще более существенно снижается разрешающая способность в направлении распространения зондирующего светового пучка в исследуемой среде, поскольку в теневой системе освещенность изображения пропорциональна углу отклонения светового пучка оптическими неоднородностями, накопленному на всем пути распространения пучка в исследуемой среде (т.е. усредненному по этому пути). The resolution in the direction of propagation of the probe light beam in the medium under study decreases even more significantly, since in the shadow system the image illumination is proportional to the angle of deviation of the light beam by optical inhomogeneities accumulated along the entire beam propagation path in the medium under study (i.e., averaged over this path).

Длина пути пучка в среде обычно составляет 10² мм и более, так как эта длина равна расстоянию между защитным стеклом автоколлимационным зеркалом, и при уменьшении этого расстояния возникают искажения структуры оптических неоднородностей, обусловленные увеличением аэро- или гидродинамического сопротивления, создаваемого вследствие приближения держателя зеркала к защитному стеклу (относительно малая ширина полости между защитным стеклом и зеркалом препятствует свободному проходу через нее исследуемых жидкостей и газов, что приводит к искажению структуры потока).The path length of the beam in the medium is usually 10 ² mm or more, since this length is equal to the distance between the protective glass by the autocollimation mirror, and when this distance is reduced, distortions in the structure of optical inhomogeneities occur due to an increase in the aerodynamic or hydrodynamic resistance created due to the approach of the mirror holder to protective glass (the relatively small width of the cavity between the protective glass and the mirror prevents the passage of the studied liquids and gases through it, which leads to distortion of the flow structure).

Целью изобретения является повышение разрешающей способности устройства. The aim of the invention is to increase the resolution of the device.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее оптическую систему, включающую источник излучения, коллимационный объектив, защитное стекло и телевизионную систему, включающую светопреобразователь, генератор синхpоимпульсов и ВПУ, дополнительно введены призма, на одну из граней которой нанесено зеркальное покрытие, размещенная по ходу излучения за защитным стеклом, цилиндрическая линза, счетчик импульсов и генератор высокочастотных импульсов, а также последовательно включенные компаратор, формирователь импульсов, регистр, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) с устройством управления, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и сумматор, при этом призма установлена так, что одна ее грань соприкасается с исследуемой средой, цилиндрическая линза размещена между коллимационным объективом и светопреобразователем таким образом, что образующая ее цилиндрической поверхности перпендикулярна ребру, образованному пересечением обращенных друг к другу основания призмы и поверхности защитного стекла, светопреобразователь установлен в фокальной плоскости пары "коллимационный объектив - цилиндрическая линза во втором сечении", выход преобразователя подключен ко входу компаратора, выход генератора высокочастотных импульсов подключен ко входу счетчика импульсов, выход генератора синхроимпульсов подключен ко входам светопреобразователя, устройства управления и сумматора, а также ко входам "установка нуля" регистра и счетчика, выход которого соединен с информационным входом регистра, при этом выход сумматора подключен ко входу ВПУ, а выход формирователя соединен со входом синхроимпульсов ввода регистра. The goal is achieved by the fact that a prism is additionally introduced into a device containing an optical system including a radiation source, a collimation lens, a protective glass, and a television system including a light transducer, a clock generator, and a VPU, one of whose faces is coated with a mirror coating placed along the radiation path behind a protective glass, a cylindrical lens, a pulse counter and a high-frequency pulse generator, as well as sequentially connected comparator, pulse shaper, register, operating an explicit memory device (RAM) with a control device, a digital-to-analog converter (DAC) and an adder, the prism being installed so that one of its faces is in contact with the test medium, a cylindrical lens is placed between the collimation lens and the light transducer in such a way that its cylindrical surface is perpendicular the edge formed by the intersection of the prism base and the surface of the protective glass facing each other, the light transducer is installed in the focal plane of the collimation pair the ion lens is a cylindrical lens in the second section, the output of the converter is connected to the input of the comparator, the output of the high-frequency pulse generator is connected to the input of the pulse counter, the output of the clock generator is connected to the inputs of the light transducer, control device, and adder, as well as to the “zero” register inputs and counter, the output of which is connected to the information input of the register, while the output of the adder is connected to the input of the TLU, and the output of the shaper is connected to the input of the clock pulses of the register input .

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1. In FIG. 1 shows a block diagram of a device; figure 2 is a view along arrow a in figure 1.

Устройство содержит источник излучения 1, помещенный в фокальной плоскости коллимационного объектива 2, защитное стекло 3 и призму 4 с зеркальным покрытием 5, граничащие с исследуемой средой 6. Между коллимационным объективом 2 и светопреобразователем 7, установленным в его фокальной плоскости, помещена цилиндрическая линза 8 таким образом, что образующая цилиндрической поверхности (параллельная плоскости чертежа) перпендикулярна ребру Р, образованному при пересечении обращенных друг к другу поверхностей призмы 4 и защитного стекла 3 (эти поверхности и ребро перпендикулярны плоскости чертежа). The device contains a radiation source 1 placed in the focal plane of the collimation lens 2, a protective glass 3 and a prism 4 with a mirror coating 5, bordering the medium under investigation 6. Between the collimation lens 2 and the light transducer 7 installed in its focal plane, a cylindrical lens 8 is placed such so that the generatrix of the cylindrical surface (parallel to the plane of the drawing) is perpendicular to the edge P formed when the surfaces of the prism 4 and the protective glass 3 face each other (these surfaces and an edge are perpendicular to the plane of the drawing).

Выход светопреобразователя 7 подключен ко входу компаратора 9, выход которого через формирователь импульсов 10 подключен ко входу синхроимпульсов ввода регистра 11. Выход регистра подключен ко входу оперативного запоминающего устройства 12, управление которым осуществляется устройством 13 управления. Выход ОЗУ 12 соединен через ЦАП 14 со входом сумматора 16. Выход сумматора 15 подключен ко входу видеопросмотрового устройства 16. The output of the light transducer 7 is connected to the input of the comparator 9, the output of which through the pulse shaper 10 is connected to the input of the clock pulses of the input of the register 11. The output of the register is connected to the input of the random access memory 12, which is controlled by the control device 13. The output of RAM 12 is connected through the DAC 14 to the input of the adder 16. The output of the adder 15 is connected to the input of the video viewing device 16.

Устройство содержит также генератор 17 высокочастотных импульсов, выход которого подключен ко входу счетчика импульсов 18. Выход генератора 19 синхроимпульсов подключен ко входам светопреобразователя 7, устройства 13 управления, сумматора 15, а также ко входам "установка нуля" регистра 11 и счетчика 18 импульсов. The device also contains a generator of high-frequency pulses 17, the output of which is connected to the input of the pulse counter 18. The output of the clock generator 19 is connected to the inputs of the light transducer 7, the control device 13, the adder 15, as well as to the “zero” inputs of the register 11 and the pulse counter 18.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Излучение, испускаемое источником 1 (размеры излучающей площадки должны быть на 3...4 порядка меньше, чем фокусное расстояние объектива 2, поэтому в качестве такого источника используется полупроводниковый лазер, либо как в прототипе, протяженный источник с конденсатором и "точечной" диафрагмой), направляется на коллимационный объектив 2, из которого в виде параллельного пучка падает на защитное стекло 3. На границе раздела "защитное стекло 3 - исследуемая среда 6" световой пучок преломляется, причем угол падения подбирается таким, чтобы пучок выходил из защитного стекла под углом порядка угловой минуты к поверхности стекла. Угол преломления определяется углом падения на границу раздела и соотношением показателей преломления защитного стекла и исследуемой среды. При постоянстве угла падения и показателя преломления стекла угол преломления зависит лишь от показателя преломления исследуемой среды. Объектив 2 обычно имеет прямоугольное поперечное сечение, причем размер прямоугольника в направлении Z, перпендикулярном плоскости чертежа, значительно больше, чем в плоскости чертежа (в направлении Х). При этом элементарные световые пучки а, b, с и т.д. проходят через разные области исследуемой среды и при наличии в ней флуктуаций показателя преломления, т.е. его неравномерности по оси Z, отклоняются на разные углы. После входа в призму 4, отражения от поверхности 5 и прохода через защитное стекло, эти пучки вновь падают на коллимационный объектив 2, причем под разными углами (определяемыми распределением показателя преломления среды по оси Z) относительно оптической оси объектива 2 в плоскости ХY. Распределение по оси Z углов поворота (в плоскости ХY) световых пучков а, b, с, и т. д. , падающих на объектив 2, преобразуется в его фокальной плоскости в соответствующее распределение смещений по оси Х точек фокусировки элементарных световых пучков. Для наблюдения этих смещений они должны быть преобразованы в электрический сигнал с помощью светопреобразователя 7. Чтобы элементарные пучки а, b, с, разнесенные по оси Z в зоне анализа среды 6, не налагались друг на друга в фокальной плоскости - и их смещения могли бы наблюдаться порознь, используется цилиндрическая линза 8, сопрягающая разнесенные по оси Z точки сечения анализируемого объема среды 6 с разнесенными по этой оси точками чувствительности площадки светопреобразователя 7 (и не вносящая при этом угловых искажений светового пучка по оси Х, поскольку в плоскости ХY линза 8 функционирует как плоскопараллельная пластина). Таким образом, положение точки падения элементарного пучка на чувствительную площадку светопреобразователя определяется:
по оси Х - углом поворота элементарного светового пучка на границах раздела "стекло-среда" и "среда-стекло", определяемым показателем преломления исследуемой среды в месте ее зондирования (как показывают расчеты, основной вклад в угол отклонения пучка вносит преломление на границе "стекло-среда", когда ее показатель преломления меньше, чем стекла);
по оси Z - координатой элементарного пучка по этой оси в зоне анализа среды.The radiation emitted by source 1 (the size of the emitting area should be 3 ... 4 orders of magnitude smaller than the focal length of lens 2, therefore, a semiconductor laser is used as such a source, or, as in the prototype, an extended source with a capacitor and a "point" diaphragm) , is directed to a collimation lens 2, from which it falls onto a protective glass 3 in the form of a parallel beam. At the interface “protective glass 3 - test medium 6”, the light beam is refracted, and the angle of incidence is selected so that the beam Exit from the protective glass at an angle of about arc minute to the glass surface. The angle of refraction is determined by the angle of incidence at the interface and the ratio of the refractive indices of the protective glass and the test medium. If the angle of incidence and the refractive index of glass are constant, the angle of refraction depends only on the refractive index of the medium under study. The lens 2 usually has a rectangular cross section, and the size of the rectangle in the Z direction, perpendicular to the plane of the drawing, is significantly larger than in the plane of the drawing (in the X direction). In this case, elementary light beams a, b, c, etc. pass through different regions of the medium under study and in the presence of fluctuations in the refractive index, i.e. its irregularities along the Z axis deviate at different angles. After entering the prism 4, reflection from the surface 5 and passing through the protective glass, these beams again fall on the collimation lens 2, and at different angles (determined by the distribution of the refractive index of the medium along the Z axis) relative to the optical axis of the lens 2 in the XY plane. The distribution along the Z axis of the rotation angles (in the XY plane) of the light beams a, b, c, etc., incident on the lens 2, is converted in its focal plane to the corresponding distribution of displacements along the X axis of the focus points of the elementary light beams. To observe these displacements, they must be converted into an electrical signal using a light transducer 7. So that the elementary beams a, b, c spaced along the Z axis in the analysis zone of medium 6 do not overlap in the focal plane — and their displacements could be observed separately, a cylindrical lens 8 is used that combines the points of the cross section of the analyzed medium volume 6 spaced along the Z axis and the sensitivity points of the light transducer 7 spaced along this axis (and without introducing angular distortions of the light beam p X-axis because the plane XY lens 8 functions as a plane-parallel plate). Thus, the position of the point of incidence of the elementary beam on the sensitive area of the light transducer is determined by:
along the X axis, the angle of rotation of the elementary light beam at the glass-medium and medium-glass interfaces, determined by the refractive index of the investigated medium at the point of sounding (as calculations show, the main contribution to the beam deflection angle is made by the refraction at the glass interface "environment" when its refractive index is less than glass);
along the Z axis — the coordinate of the elementary beam along this axis in the medium analysis zone.

Светопреобразователь 7 располагается таким образом, что его строчная развертка осуществляется по оси Х, а кадровая - по оси Z. При развертке первой строки видеосигнал равен уровню черного до тех пор, пока развертывающий электронный пучок не попадает в место мишени, соответствующее точке падения элементарного светового пучка "а" на светопреобразователь. При этом уровень видеосигнала повышается до уровня белого. Пpи превышении видеосигналом порогового уровня компаратора 9 на его выходе появляется высокое напряжение, и формирователь 10 импульсов (дифференцирующее устройство) выдает импульс на вход синхроимпульса ввода регистра 11. Формирователь импульсов обеспечивает появление на выходе импульса, длительность которого значительно меньше интервала времени между двумя смежными высокочастотными импульсами, благодаря чему в регистре сохраняется число, поступившее с выхода счетчика в начальный момент срабатывания компаратора. Перед началом развертки каждой строки генератор 19 синхроимпульсов выдает импульс, устанавливающий в нули регистр 11 и счетчик 18. После этого счетчик начинает подсчет количества высокочастотных (т.е. следующих с частотой на 3...4 порядка выше, чем частота строк) импульсов. В момент времени, когда поступает импульс на вход синхроимпульсов ввода регистра 11, в нем фиксируется число, накопленное на данный момент счетчиком 18. Таким образом, чем больше удалена от начала строки освещенная точка, сформированная пучком а, тем больше число, зафиксированное в регистре 11. The light transducer 7 is located in such a way that its horizontal scanning is carried out along the X axis, and the vertical scanning along the Z axis. When scanning the first line, the video signal is equal to the black level until the scanning electron beam reaches the target site corresponding to the point of incidence of the elementary light beam "a" to the light converter. At the same time, the video signal level rises to white. When the video signal exceeds the threshold level of the comparator 9, a high voltage appears at its output, and the pulse shaper 10 (differentiating device) gives a pulse to the input of the register input clock 11. The pulse shaper provides a pulse at the output, the duration of which is much less than the time interval between two adjacent high-frequency pulses due to which the number from the counter output at the initial moment of the comparator operation is stored in the register. Before starting to scan each line, the clock generator 19 generates a pulse that sets register 11 and counter 18 to zero. After that, the counter starts counting the number of high-frequency (i.e., following with a frequency of 3 ... 4 orders of magnitude higher than the frequency of the lines) pulses. At the time when the pulse arrives at the input of the clock pulses of the input of the register 11, it fixes the number currently accumulated by the counter 18. Thus, the more the illuminated point formed by the beam a is removed from the beginning of the line, the greater the number recorded in the register 11 .

В силу изложенного выше, это число определяется показателем преломления исследуемой среды в месте зондирования ее элементарным пучком "а". После окончания развертки первой строки генератором 19 синхроимпульсов выдается новый строчный синхроимпульс, который устанавливает в нуль регистра и счетчик, и описанный цикл повторяется до тех пор, пока в регистре не будет зафиксировано число, определяемое показателем преломления среды в месте зондирования ее смежным элементарным пучком "в". При поступлении синхроимпульса из генератора 19 в устройство управления 13 это устройство выдает серию команд, и число, находящееся в регистре 11, поступает в ячейку памяти ОЗУ 12. После развертки всех N строк первого кадра в ОЗУ хранится N чисел. Устройство исследования неоднородностей предназначено для анализа структуры сред, перемещающихся относительно него с постоянной скоростью

(направление движения показано на фиг.1).By virtue of the above, this number is determined by the refractive index of the investigated medium at the place of sounding by its elementary beam "a". After the first line is expanded, the clock generator 19 generates a new horizontal clock, which sets the register and counter to zero, and the described cycle is repeated until a number is determined in the register, determined by the refractive index of the medium at the point of sounding by its adjacent elementary beam "in " Upon receipt of the clock from the generator 19 to the control device 13, this device issues a series of commands, and the number in register 11 enters the memory cell of RAM 12. After scanning all N lines of the first frame, N numbers are stored in RAM. The heterogeneity research device is designed to analyze the structure of media moving relative to it at a constant speed

(the direction of movement is shown in figure 1).

По прошествии времени развертки N строк первого кадра устройство переместится относительно исследуемой среды, и в зоне анализа среды лучом "а", т.е. первой строки, будет новое значение показателя преломления. Это значение преобразуется в новое положение, освещенности точки на уровне первой строки чувствительной площадки светопреобразователя, а также и всех последующих строк. В результате при развертке следующего (второго) кадра в ОЗУ поступит новая совокупность N чисел. ОЗУ выполнено двухсекционным. Устройство 13 управления управляет работой секций таким образом, что когда в первую секцию поступают числа из регистра 11 (секция работает в режиме записи), из второй секции осуществляется считывание записанных чисел и передача их кодов на вход ЦАП 14. После накопления в первой секции ОЗУ М совокупностей N чисел (M - количество строк в кадре) воспроизводимом ВПУ), устройством 13 осуществляется переключение этой секции в режим считывания, а второй секции в режим записи чисел, находящихся в регистре 11. Формирование видеосигнала путем периодического считывания информации, содержащейся в ОЗУ, осуществляется традиционными методами: при поступлении из генератора 19 синхроимпульсов строчного синхроимпульса устройство 13 управления выдает серию команд, обеспечивающих поступление на вход ЦАП 14 последовательно N чисел за интервал времени, равный длительности сигнала строки. При этом на выходе ЦАП формируется последовательность импульсов, амплитуды которых пропорциональны считываемым числам, т.е. в конечном итоге распределению показателя преломления по оси Z. After the scan time of N lines of the first frame, the device will move relative to the medium under study, and in the zone of analysis of the medium by the beam "a", i.e. The first line will be the new refractive index value. This value is converted to a new position, the illumination point at the level of the first line of the sensitive area of the light transducer, as well as all subsequent lines. As a result, when scanning the next (second) frame, a new set of N numbers will arrive in RAM. RAM is made in two sections. The control device 13 controls the operation of the sections in such a way that when numbers from the register 11 arrive in the first section (the section operates in the recording mode), the recorded numbers are read from the second section and their codes are transmitted to the input of the DAC 14. After the RAM M is accumulated in the first section sets of N numbers (M is the number of lines in the frame) reproduced by the VPU), the device 13 switches this section to the read mode, and the second section to the write mode of the numbers in the register 11. The video signal is generated by periodically Reading information contained in RAM is carried out by traditional methods: upon receipt of a clock synchronization pulse from a generator 19 of a horizontal clock pulse, the control device 13 issues a series of commands providing N numbers consecutively to the input of the DAC 14 for a time interval equal to the duration of the line signal. In this case, a sequence of pulses is formed at the output of the DAC, the amplitudes of which are proportional to the read numbers, i.e. ultimately the distribution of the refractive index along the z axis.

Эти сигналы поступают на вход сумматора 15, на второй вход которого подаются строчные и кадровые синхроимпульсы с выходов генератора 20, благодаря чему на выходе сумматора формируется полный видеосигнал, воспринимаемый видеопросмотровым устройством 16. В результате на экране ВПУ формируется изображение строки, распределение яркости которого соответствует распределению показателя преломления по оси Z. При поступлении следующего строчного синхроимпульса на вход ЦАП поступает новая последовательность N чисел, что приводит, как описано выше, к появлению на экране ВПУ изображения следующей строки, яркость которого соответствует распределению показателя преломления по оси Z в следующий интервал времени. В результате считывания M последовательностей N чисел на экране ВПУ формируется изображение, представляющее распределение показателя преломления в исследуемой среде - в ее сечении, соприкасающемся с защитным стеклом, площадь сечения равна Z_o x l_o, где Z_o - световая длина объектива 2 по оси Z, а l_o=

(здесь f_к - частота кадров). Поскольку за время развертки одного кадра изображения, проецируемого на светопреобразователь, формируется одна строка изображения на экране ВПУ, считываемая из ОЗУ информация воспроизводится на ВПУ (с помощью устройства управления 13) многократно - до тех пор, пока в другой секции ОЗУ не произойдет накопление М строк нового изображения. Выбор параметров, определяющих l_o, позволяет формировать как неискаженное, так и анаморфированное (что требуется в ряде приложений, например, при исследовании стратификации жидкостей) изображение на экране ВПУ.These signals are fed to the input of the adder 15, to the second input of which horizontal and frame sync pulses from the outputs of the generator 20 are supplied, so that a complete video signal is generated at the output of the adder, which is perceived by the video viewing device 16. As a result, a line image is formed on the screen of the VPU, the brightness distribution of which corresponds to the distribution refractive index along the Z axis. When the next horizontal sync pulse arrives, a new sequence of N numbers arrives at the DAC input, which leads, as described above To appear on the screen TLU next line image whose brightness corresponds to the distribution of the refractive index of Z-axis in the next time interval. As a result of reading M sequences of N numbers on the VPU screen, an image is formed representing the distribution of the refractive index in the medium under study - in its section in contact with the protective glass, the cross-sectional area is Z _o xl _o , where Z _o is the light length of lens 2 along the Z axis, and l _o =

(here f _to is the frame rate). Since during the scan of one frame of the image projected onto the light converter, one line of the image is formed on the VPU screen, the information read from the RAM is reproduced on the VPU (using the control device 13) repeatedly - until M lines accumulate in another section of the RAM new image. The choice of parameters that determine l _o allows you to create both undistorted and anamorphic (which is required in a number of applications, for example, when studying the stratification of liquids), the image on the screen VPU.

Техническая чувствительность преобразования показателя преломления в угол поворота светового пучка при его преломлении на границе раздела двух сред, одна из которых является исследуемой, а вторая - стабильной (стекло), равна тангенсу угла между вышедшим пучком и нормально к поверхности раздела, отнесенному к показателю преломления исследуемой среды. При выходе пучка в исследуемую среду под углом, близким к 90^о, чувствительность преобразования составляет 100 (для случаев, когда исследуемые среды имеют показатель преломления соответственно 1,0 и 1,8). Для теневого метода такая чувствительность достигается при соотношении между длиной пути пучка в исследуемой среде Z_o и длиной базы, на которой измеряется приращение показателя преломления, Х_о,

= 100 . таким образом, при базе Х_о = 1...100 мм заданная чувствительность может быть реализована при длине пути пучка в исследуемой среде 100...10000 мм.The technical sensitivity of the conversion of the refractive index into the angle of rotation of the light beam when it is refracted at the interface of two media, one of which is the studied one and the other stable (glass), is equal to the tangent of the angle between the emerging beam and normal to the interface referred to the refractive index of the studied Wednesday. When the output beam in the test medium at an angle close to ⁹⁰ °, the sensitivity of the conversion is 100 (for cases where the medium investigated have a refractive index of 1.0 and 1.8 respectively). For the shadow method, such sensitivity is achieved when the ratio between the path length of the beam in the test medium Z _o and the length of the base on which the increment of the refractive index, X _o ,

= 100. Thus, with a base of X _o = 1 ... 100 mm, the specified sensitivity can be realized when the path length of the beam in the test medium is 100 ... 10000 mm.

Claims

A device for studying optical inhomogeneities, comprising an optical system including a radiation source, a collimation lens and a protective glass, and a television system including a light converter, a clock generator and a video viewing device, characterized in that, in order to increase the resolution, a prism is additionally introduced into the device, on one of the faces of which a mirror coating is applied, a cylindrical lens placed along the radiation behind the protective glass, a counter and a generator pulses, as well as sequentially connected comparator, pulse generator, register, random access memory with a control device, digital-to-analog converter and adder, while the cylindrical lens is placed between the collimation lens and the light transducer so that its cylindrical surface is perpendicular to the edge formed by the intersection of the facing towards each other friend of the base of the prism and the surface of the protective glass, the light transducer is installed in the focal plane of the composite a lens that includes a collimation lens and a cylindrical lens, in a section perpendicular to the main section of the lens and the optical axis of the collimation lens, the output of the light converter is connected to the input of the comparator, the output of the pulse generator is connected to the input of the pulses, the output of the pulse generator is connected to the inputs of the light converter of the counter, control device and the adder, as well as in the inputs "Zero" of the register and counter, the output of which is connected to the information input of the register, while the output of the adder is connected to the input videoprosmotrovogo device, and an output driver coupled to clock input of the input register.