RU2087878C1 - Atmospheric coherence interferometer - Google Patents
Atmospheric coherence interferometer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2087878C1 RU2087878C1 SU5068068A RU2087878C1 RU 2087878 C1 RU2087878 C1 RU 2087878C1 SU 5068068 A SU5068068 A SU 5068068A RU 2087878 C1 RU2087878 C1 RU 2087878C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mirrors
- mirror
- lens
- focus
- optical axis
- Prior art date
Links
Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике измерения оптическими методами корреляционных функций когерентности турбулентных сред, находящихся между источником света и интерферометром. Предлагаемый двухзеркальный интерферометр когерентности может найти применение в астрофизике, гидрофизике и оптике атмосферы. The invention relates to a technique for measuring by optical methods the correlation functions of the coherence of turbulent media located between a light source and an interferometer. The proposed two-mirror coherence interferometer can be used in astrophysics, hydrophysics and atmospheric optics.
Известен интерферометр, называемый зеркалом Ллойда [1] содержащий точечный источник света, плоское зеркало, плоскость наблюдения. Такое устройство предназначено для наблюдения интерференции света. Known interferometer, called the Lloyd’s mirror [1] containing a point source of light, a flat mirror, the observation plane. Such a device is designed to observe the interference of light.
Недостаткми такого устройства являются недостаточная яркость интерференционной картины и осуществление измерения лишь одной функции когерентности. The disadvantages of this device are the insufficient brightness of the interference pattern and the measurement of only one coherence function.
Известен интерферометр с одним зеркалом Ллойда, предназначенный для измерения атмосферной функции когерентности [2, 3] и содержащий точечный источник света (действительный фокус объектива), оптическую систему из двух собирающих линз, которая создает вторичный фокус вблизи переднего края зеркала Ллойда и вносит ахроматизм полос, одно плоское зеркало, плоскость наблюдения в области заднего края зеркала, в которой располагается либо фотопленка для фоторегистрации полос, либо зеркало подсмотра для визуального наблюдения полос. Интерференционные полосы параллельны краю зеркала. Принцип измерения атмосферной функции когерентности атмосферы при наблюдении звезды основан на том, что контраст полос выходной плоскости из-за возрастания разности хода падает при удалении точки наблюдения от края зеркала. Степень когерентности измеряется по видности полос. Этот интерферометр имеет недостатки:
недостаточную яркость интерференционной картины, обусловленная тем, что только небольшая часть падающего света, отраженного от зеркала, используется для создания интерференционной картины;
измеряется лишь одна функция когерентности, учитывающая разность хода в части сечения светового пучка, падающего на объектив.A known interferometer with one Lloyd’s mirror, designed to measure the atmospheric coherence function [2, 3] and containing a point light source (the actual focus of the lens), an optical system of two collecting lenses, which creates a secondary focus near the front edge of the Lloyd’s mirror and introduces achromatic stripes, one flat mirror, the observation plane in the region of the rear edge of the mirror, in which there is either photographic film for photo-registration of the bands, or a spy mirror for visual observation of the bands. The interference bands are parallel to the edge of the mirror. The principle of measuring the atmospheric coherence function of the atmosphere when observing a star is based on the fact that the contrast of the bands of the output plane due to an increase in the path difference decreases with the distance of the observation point from the edge of the mirror. The degree of coherence is measured by the visibility of the bands. This interferometer has the disadvantages of:
insufficient brightness of the interference pattern, due to the fact that only a small part of the incident light reflected from the mirror is used to create an interference pattern;
only one coherence function is measured, taking into account the difference in travel in the section of the light beam incident on the lens.
В качестве прототипа выбран интерферометр Фабри-Перо, включающий источник излучения, установленные по ходу излучения объектив, фильтр, два плоских зеркала, установленные параллельно друг другу, регистрирующее устройство. As a prototype, a Fabry-Perot interferometer was selected, which includes a radiation source, a lens installed along the radiation, a filter, two flat mirrors mounted parallel to each other, and a recording device.
Недостатком устройства является недостаточная яркость интерференционной картины, обусловленная конструктивными признаками технического решения. The disadvantage of this device is the insufficient brightness of the interference pattern, due to structural features of the technical solution.
Заявляемое техническое решение содержит установленные по ходу излучения объектив, фильтр, два плоских зеркала, параллельных друг другу, регистрирующее устройство. Отличием является установка зеркал параллельно оптической оси объектива, проходящей посредине между зеркалами, входная плоскость зеркал при этом расположена на расстоянии, равном или большем половины длины зеркала от фокуса объектива. The claimed technical solution contains installed along the radiation lens, a filter, two flat mirrors parallel to each other, a recording device. The difference is the installation of mirrors parallel to the optical axis of the lens, passing in the middle between the mirrors, while the input plane of the mirrors is located at a distance equal to or greater than half the length of the mirror from the focus of the lens.
На чертеже показана оптическая схема интерферометра. Интерферометр состоит из последовательно расположенных вдоль оптической оси объектива 1, собирающего лучи в фокусе 2, интерференционного фильтра 3, используемого в случае естественных источников света звезд, двух плоских зеркал 4 и 5, параллельных между собой и оптической оси Z. Оптическая ось Z параллельна зеркалам и проходит по середине между ними. Входные и выходные плоскости зеркал 4 и 5 совпадают. Входная плоскость зеркал расположена на расстоянии, равном или большем половины длины зеркала от фокуса 2 объектива 1. Смещение оптической оси из середины приводит к повторным отражениям от зеркал, что изменяет и усложняет интерференционную картину. Выходная плоскость зеркал интерферометра 6 примыкает к задним краям зеркал и перпендикулярна оси Z. При удалении выходной плоскости от зеркал вид интерференционной картины изменяется, поскольку световые пучки расходятся, потеря информативности. Ось Y лежит в выходной плоскости 6. В выходной плоскости 6 устанавливается фотопленка для фотографирования полос, 7 и 8 падающая и приемная кассеты для фотопленки. За выходной плоскостью 6 можно расположить диоптрийную трубку (подсмотр) или микроскоп 9 для визуального наблюдения интерференционной картины в плоскости 6. The drawing shows an optical diagram of an interferometer. The interferometer consists of an interference filter 3, used in the case of natural light sources of stars, two flat mirrors 4 and 5 parallel to each other and the optical axis Z, sequentially located along the optical axis of the lens 1, collecting rays in focus 2, and the optical axis Z is parallel to the mirrors and runs in the middle between them. The input and output planes of mirrors 4 and 5 coincide. The input plane of the mirrors is located at a distance equal to or greater than half the length of the mirror from the focus 2 of lens 1. The shift of the optical axis from the middle leads to repeated reflections from the mirrors, which changes and complicates the interference pattern. The output plane of the mirrors of the interferometer 6 is adjacent to the rear edges of the mirrors and is perpendicular to the Z axis. When the output plane is removed from the mirrors, the appearance of the interference pattern changes because the light beams diverge, loss of information. The Y axis lies in the output plane 6. In the output plane 6, a film is installed for photographing the bands, 7 and 8 are the incident and receiving cassettes for the film. Behind the output plane 6, you can place a diopter tube (spy) or a microscope 9 for visual observation of the interference pattern in plane 6.
Длина зеркал по оси Z равна 2l. Зеркала от действительного фокуса объектива 2 могут находится на расстояниях, больших или равных l. При расстояниях меньше l, будут наблюдаться переотражения лучей между зеркалами, что усложни вид интерференционной картины. Расстояние от действительного фокуса 2 до зеркал, равное l, является оптимальным, т.к. выходная плоскость 6 полностью заполняется интерференционным полем. Оба зеркала находятся на юстировочном столике, допускающем микрометрическое перемещение зеркал при юстировке в направлении, перпендикулярном оптической оси Z. Интерференционный фильтр 3 ставится для получения квазимонохроматического света при использовании света от тепловых источников звезд. The length of the mirrors along the Z axis is 2l. Mirrors from the actual focus of lens 2 may be at distances greater than or equal to l. At distances shorter than l, re-reflections of the rays between the mirrors will be observed, which complicates the appearance of the interference pattern. The distance from the actual focus 2 to the mirrors, equal to l, is optimal, because the output plane 6 is completely filled with an interference field. Both mirrors are located on an adjustment table that allows micrometric movement of the mirrors when aligning in the direction perpendicular to the optical axis Z. An interference filter 3 is placed to obtain quasimonochromatic light when using light from the heat sources of stars.
Интерферометр работает следующим образом. The interferometer operates as follows.
Свет в виде параллельного пучка падает на объектив 1 и собирается им в действительном фокусе 2. После фокуса лучи расходятся Зеркала 4 и 5 формируют два мнимых фокуса в точках S1 и S2. По участию в образовании фокусов в точках S1 и S3 свет, падающий на объектив, можно разделить на зоны А и С. Свет зоны С образует мнимый фокус в точке S1, свет зоны А образует мнимый фокус в точке S3. Часть света действительного фокуса объектива, которая исходит из зоны В, образует точечный источник S2. Свет этого источника создает расходящийся пучок, падающий на выходную плоскость 6. Интерференционная картина в выходной плоскости 6 формируется световыми полями, создаваемыми точечными источниками S1, S2, S3 и регистрируется. По зарегистрированной интерференционной картине можно определить две функции когерентности.Light in the form of a parallel beam falls on the lens 1 and is collected by it in the actual focus 2. After the focus, the rays diverge. Mirrors 4 and 5 form two imaginary foci at points S 1 and S 2 . By participating in the formation of foci at points S 1 and S 3, the light incident on the lens can be divided into zones A and C. The light of zone C forms an imaginary focus at point S 1 , the light of zone A forms an imaginary focus at point S 3 . The part of the light of the actual focus of the lens that originates from zone B forms a point source S 2 . The light of this source creates a diverging beam incident on the output plane 6. The interference pattern in the output plane 6 is formed by the light fields created by the point sources S 1 , S 2 , S 3 and is recorded. From the recorded interference pattern, two coherence functions can be determined.
Заявляемое решение обеспечивает достижение выигрыша в интенсивности в 2
2,5 раза. Интерферометр может работать в разных режимах. Выбор режима зависит при прочих равных условиях от расстояния между зеркалами.The claimed solution provides a gain in intensity of 2
2.5 times. The interferometer can operate in different modes. The choice of mode depends, other things being equal, on the distance between the mirrors.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5068068 RU2087878C1 (en) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | Atmospheric coherence interferometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5068068 RU2087878C1 (en) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | Atmospheric coherence interferometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2087878C1 true RU2087878C1 (en) | 1997-08-20 |
Family
ID=21615976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5068068 RU2087878C1 (en) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | Atmospheric coherence interferometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2087878C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2549557C1 (en) * | 2014-01-29 | 2015-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Method for multichannel measurement of light wavelength shift using fabry-perot interferometer |
-
1992
- 1992-06-04 RU SU5068068 patent/RU2087878C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. - М.: Наука, 1973. 2 Токовинин А.А. Интерферометр когерентности с зеркалом Ллойда для измерения качества изображения. - Астрономический циркуляр, 1985, N 1366, с. 4-7. 3. Токовинин А.А. Звездные интерферометры. - М.: Наука, 1988, с. 35. 4. Авторское свидетельство СССР N 234707, кл. G 01 J 3/26, 1969. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2549557C1 (en) * | 2014-01-29 | 2015-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Method for multichannel measurement of light wavelength shift using fabry-perot interferometer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2007115154A (en) | OPTICAL MEASURING DEVICE FOR MEASURING CHARACTERISTICS OF MULTIPLE SURFACES OF THE OBJECT OF MEASUREMENT | |
| NL7904579A (en) | OPTICAL IMAGING SYSTEM INCLUDING AN OPTO-ELECTRONIC DETECTION SYSTEM FOR DETERMINING A DEROGATION BETWEEN THE IMAGE SCREEN AND A SECOND PLACE TO BE IMAGES ON. | |
| US5629767A (en) | IR laser line-of-sight alignment | |
| JP2001504592A (en) | Distance measuring method and distance measuring device | |
| RU2087878C1 (en) | Atmospheric coherence interferometer | |
| JPS6365923B2 (en) | ||
| GB1190564A (en) | Method of and Means for Surface Measurement. | |
| JPH01143906A (en) | Measuring instrument for parallelism between front and rear surfaces of opaque body | |
| JP3067697B2 (en) | Phase difference measuring device | |
| JP3597946B2 (en) | Single pulse autocorrelator | |
| US2570219A (en) | Interferometer device having a permanently positioned interference pattern viewing screen | |
| SU380946A1 (en) | INTERFEROMETER FOR QUALITY CONTROL OF THE FLAT OPTICAL SURFACE DETAILS | |
| RU1464676C (en) | Method of measuriong atmospheric refrection | |
| SU1458779A1 (en) | Autocollimation method of determining refraction indexes of wedge-shaped specimens | |
| JPS598762B2 (en) | How to use the information | |
| Sutton | A novel electro-optical remote-sensing technique based on bandpass coherence processing | |
| SU1707485A1 (en) | Device for determining brightness temperature of heated bodies | |
| JPS63218827A (en) | Light spectrum detector | |
| SU1582039A1 (en) | Device for determining position of focal plane of lens | |
| US2694340A (en) | Interference microscope | |
| SU1154573A2 (en) | Device for determining position of focal plane of lens | |
| JP4629835B2 (en) | Abbe number measuring apparatus and Abbe number measuring method | |
| SU673956A1 (en) | Autocollimation shadow device | |
| RU2194256C1 (en) | Autocorrelator of luminous pulses | |
| SU1364865A1 (en) | Device for measuring field of planeness deviation of solid surface |