RU2075063C1 - Двухлучевой интерферометр - Google Patents
Двухлучевой интерферометр Download PDFInfo
- Publication number
- RU2075063C1 RU2075063C1 RU93035767A RU93035767A RU2075063C1 RU 2075063 C1 RU2075063 C1 RU 2075063C1 RU 93035767 A RU93035767 A RU 93035767A RU 93035767 A RU93035767 A RU 93035767A RU 2075063 C1 RU2075063 C1 RU 2075063C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grating
- gratings
- relief
- hologram
- interferometer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле и испытаниях оптических изделий и исследованиях оптических неоднородностей в прозрачных средах, в частности в газодинамических и баллистических экспериментах. Сущность заключается в том, что двухлучевой интерферометр содержит осветительную систему, состоящую из источника монохроматического излучения и коллиматора, опорную и объективную ветви, включающие в себя четыре дифракционные решетки, три из которых рельефно-фазовые, сопрягающий объектив, регистрирующее устройство, а также компенсатор оптической разности хода, установленный в опорной ветви, и диафрагму, установленную перед регистрирующим устройством. Первая решетка по ходу излучения выполнена объемной пропускающей голограммной, четвертая решетка - рельефно-фазовой голограммной, обе они установлены навстречу одна другой рабочими поверхностями с возможностью их одновременного согласованного поворота вокруг осей, параллельных их штрихам и расположенных вблизи центров решеток. 2 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле и испытаниях оптических изделий и исследованиях оптических неоднородностей в прозрачных средах, в частности в газодинамических экспериментах.
Известны интерферометры, содержащие дифракционные элементы (решетки, френелевские зонные пластинки и др.), где они выполняют светоделительные и фокусирующие функции.
Недостатком их является необходимость использования классических отражающих и преломляющих элементов в одной или в обеих ветвях, что сохраняет виброчувствительность таких интерферометров и сложность процесса их настройки на уровне традиционных двухлучевых интерферометров типа Маха-Цендера или Тваймана-Грина [1]
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является двухлучевой интерферометр на основе четырех дифракционных решеток-реплик, содержащий осветительную систему, состоящую из источника монохроматического излучения и коллиматора, опорную и объективную ветви, включающие в себя четыре дифракционные решетки, три из которых рельефно-фазовые, сопрягающий объектив и регистрирующее устройство. Этот интерферометр эквивалентен классическому интерферометру Маха-Цендера, но отличается от него существенно более высокой виброустойчивостью и простотой настройки [2]
Недостатком этого технического решения являются:
невозможность изменения соотношения интенсивностей между опорным и объектным пучками интерферометра без привлечения дополнительных оптических элементов;
ограниченность рабочего поля интерферометра технологическими трудностями изготовления с высоким оптическим качеством прозрачных подложек и дифракционных структур, эти трудности резко возрастают с увеличением размеров поля;
отсутствие возможности выравнивания оптических путей объектной и опорной ветвей интерферометра с учетом оптической длины исследуемого прозрачного объекта, что предъявляет дополнительные повышенные требования к степени когерентности (монохроматичности) используемого источника излучения.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является двухлучевой интерферометр на основе четырех дифракционных решеток-реплик, содержащий осветительную систему, состоящую из источника монохроматического излучения и коллиматора, опорную и объективную ветви, включающие в себя четыре дифракционные решетки, три из которых рельефно-фазовые, сопрягающий объектив и регистрирующее устройство. Этот интерферометр эквивалентен классическому интерферометру Маха-Цендера, но отличается от него существенно более высокой виброустойчивостью и простотой настройки [2]
Недостатком этого технического решения являются:
невозможность изменения соотношения интенсивностей между опорным и объектным пучками интерферометра без привлечения дополнительных оптических элементов;
ограниченность рабочего поля интерферометра технологическими трудностями изготовления с высоким оптическим качеством прозрачных подложек и дифракционных структур, эти трудности резко возрастают с увеличением размеров поля;
отсутствие возможности выравнивания оптических путей объектной и опорной ветвей интерферометра с учетом оптической длины исследуемого прозрачного объекта, что предъявляет дополнительные повышенные требования к степени когерентности (монохроматичности) используемого источника излучения.
Техническая задача изобретения повышение точности измерений при больших размерах рабочего поля, упрощение процесса его настройки, расширение его функциональных возможностей, снижение себестоимости.
Поставленная задача достигается тем, что в двухлучевом интерферометре, содержащем осветительную систему, состоящую из источника монохроматического излучения и коллиматора, опорную и объектную ветви, включающие в себя четыре дифракционные решетки, три из которых рельефно-фазовые, сопрягающий объектив и регистрирующее устройство, после первой решетки в опорную ветвь дополнительно введен компенсатор оптической разности хода, перед регистрирующим устройством установлена диафрагма, первая решетка походу пучка излучения выполнена объемной пропускающей голограммной, четвертая решетка выполнена рельефно-фазовой голограммной, обе они установлены навстречу друг другу рабочими поверхностями с возможностью их одновременного согласованного поворота вокруг осей, параллельных их штрихам и расположенных вблизи центров решеток.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема предложенного двухлучевого интерферометра; на фиг. 2 приведен образец интерферограммы прозрачного фазового объекта пламени спиртовки полученной на макете при настройке интерферометра на полосы конечной ширины.
Двухлучевой интерферометр (см. фиг. 1) содержит монохроматический источник света 1, коллиматор 2, объемную пропускающую голограммную дифракционную решетку 3, две идентичные рельефно-фазовые решетки 4 и 5, рельефно-фазовую голограммную решетку 6, регулируемый компенсатор оптической разности хода 7, сопрягающий объектив 8, фильтрующую диафрагму 9 и регистрирующее устройство 10.
Все четыре решетки в исходном состоянии располагаются в интерферометре так, что их штрихи и плоские рабочие поверхности ориентированы по возможности взаимно-параллельно.
Голограммные решетки 3 и 6 установлены с возможностью одновременного согласованного поворота вокруг осей, параллельных их штрихам и расположенных вблизи оптических центров решеток.
Благодаря тому, что первая решетка 3 объемная, небольшим ее поворотом вокруг указанной оси достигается требуемое в каждом конкретном случае соотношение интенсивностей между двумя выбранными (рабочими) порядками дифракции, например, между нулевым и одним из первых.
Решетки 3 и 6 установлены рабочими поверхностями навстречу друг другу, что позволяет исключить влияние дефектов в подложках этих решеток на точность измерений.
Голограммная решетка 6 может быть получена непосредственно в оптической системе интерферометра (в отсутствие объекта 7). При этом достигается практически полная компенсация искажающего влияния на интерференционную картину оптических дефектов всех элементов интерферометра, что особенно ценно при большом рабочем поле.
В качестве источника 1 целесообразно использовать лазер с линейной поляризацией, причем вектор поляризации при этом должен быть параллелен направлению штрихов решетки 3-6.
Двухлучевой интерферометр работает следующим образом.
Монохроматический пучок лучей от источника 1 проходит через коллиматор 2, разделяется решеткой 3 на два пучка, один из которых (опорный), прошедший через решетку 3 в нулевом порядке, после дифракции на решетках 5 и 6 (в первых порядках) интерферирует с объектным пучком, полученным в результате дифракции на решетках 3 и 4 и проходящим через исследуемый объект 7. После решетки 6 объектный и опорный пучки совмещаются. Образуемая ими интерференционная картина проецируется на регистрирующее устройство 10 (фотопленка, телевизионная камера), оптически сопряженное посредством объектива 8 с исследуемым объектом 7.
Исходная настройка (юстировка) интерферометра осуществляется соответствующими небольшими угловыми подвижками решеток 3, 6 вокруг оптических осей ОО и ОО', а также вокруг осей, параллельных штрихам решеток и проходящих вблизи центров рабочих поверхностей решеток. Оптическая "толщина" компенсатора 7 устанавливается с учетом эквивалентной оптической длины исследуемого объекта 7'. При этом изменять период и ориентацию полос интерференционной картины можно, пользуясь подвижками лишь одной решетки 6.
Работоспособность предложенного интерферометра была проверена на макете, собранном по схеме фиг. 1 на решетках размером 70 мм и частотой 600 м-1.
Claims (1)
- Двухлучевой интерферометр, включающий оптически связанные осветительную систему, опорную и объектную ветви, сопрягающий объектив и регистрирующее устройство, при этом осветительная система содержит источник монохроматического излучения и коллиматор, а опорная и объектная ветви включают в себя четыре дифракционные решетки, установленные по ходу пучка излучения, причем три решетки выполнены рельефно-фазовыми, отличающийся тем, что интерферометр дополнительно содержит компенсатор оптической разности хода и диафрагму, при этом первая по ходу пучка излучения решетка выполнена объемной, пропускающей, голограммной, четвертая решетка выполнена рельефнофазовой, голограммной, в опорной ветви между первой по ходу пучка излучения и второй решетками установлен компенсатор оптической разности хода, диафрагма размещена между объективом и регистрирующим устройством, а первая и четвертая решетки, обращенные навстречу друг другу рабочими поверхностями, установлены с возможностью их одновременного согласованного поворота вокруг осей, параллельных их штрихам и расположенных вблизи центров решеток.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93035767A RU2075063C1 (ru) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | Двухлучевой интерферометр |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93035767A RU2075063C1 (ru) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | Двухлучевой интерферометр |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93035767A RU93035767A (ru) | 1996-03-20 |
RU2075063C1 true RU2075063C1 (ru) | 1997-03-10 |
Family
ID=20144872
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93035767A RU2075063C1 (ru) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | Двухлучевой интерферометр |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2075063C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557681C1 (ru) * | 2014-03-04 | 2015-07-27 | Вячеслав Васильевич Орлов | Двусторонний интерферометр для измерения концевых мер длины |
RU2697892C1 (ru) * | 2018-07-23 | 2019-08-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук (ИАиЭ СО РАН) | Двухлучевой интерферометр |
-
1993
- 1993-07-09 RU RU93035767A patent/RU2075063C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Васильев А.А., Ершов И.В. Интерферометр с дифракционными решетками. - М.: Машиностроение, 1976, с. 15. 2. Weinberg F., J. and Wood N.B. Interferometer based on four diffraction gratings. Journ. of Scient. Instrum. - 1959, v. 36, p. 227. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557681C1 (ru) * | 2014-03-04 | 2015-07-27 | Вячеслав Васильевич Орлов | Двусторонний интерферометр для измерения концевых мер длины |
RU2697892C1 (ru) * | 2018-07-23 | 2019-08-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук (ИАиЭ СО РАН) | Двухлучевой интерферометр |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3950103A (en) | Method and apparatus to determine spatial distribution of magnitude and phase of electro-magnetic fields especially optical fields | |
Malacara | Twyman–green interferometer | |
US2770166A (en) | Improvements in and relating to optical apparatus for producing multiple interference patterns | |
Bryngdahl | II applications of shearing interferometry | |
US3614235A (en) | Diffraction grating interferometer | |
US3090279A (en) | Interferometer using a diffraction grating | |
JPH0324432A (ja) | 光学系、特に眼鏡用レンズの位相検出検査用光学装置 | |
Briers | Optical testing: a review and tutorial for optical engineers | |
RU2075063C1 (ru) | Двухлучевой интерферометр | |
Toto-Arellano et al. | Optical path difference measurements with a two-step parallel phase shifting interferometer based on a modified Michelson configuration | |
US20120026507A1 (en) | Interferometric system with reduced vibration sensitivity and related method | |
RU2527316C1 (ru) | Интерференционный микроскоп | |
US3432239A (en) | Optical instruments of the interference type | |
Su et al. | Phase shifting scatter plate interferometer using a polarization technique | |
RU2536764C1 (ru) | Способ интерференционной микроскопии | |
RU2209389C1 (ru) | Двухлучевой интерферометр | |
US2883900A (en) | Optical arrangement for recording of the course of the refractive index in rotating centrifuge cells | |
US2809551A (en) | Device for determining the refractive index in stratified solutions | |
Steel | III Two-beam interferometry | |
CN112781727A (zh) | 一种基于棱镜的横向剪切干涉光谱成像仪及成像方法 | |
US3563629A (en) | Device for measuring path differences on objects | |
Toto-Arellano et al. | Temporal measurements of transparent samples with four simultaneous interferograms by using a Mach–Zehnder interferometer | |
US3587301A (en) | Holographic interferometer for isopachic stress analysis | |
EP1687588A2 (en) | Process and apparatus for measuring the three-dimensional shape of an object | |
RU2727783C1 (ru) | Устройство измерения распределения показателя преломления прозрачных образцов |