RU2090838C1 - Голографический способ определения рельефа поверхности - Google Patents
Голографический способ определения рельефа поверхности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2090838C1 RU2090838C1 RU92005950A RU92005950A RU2090838C1 RU 2090838 C1 RU2090838 C1 RU 2090838C1 RU 92005950 A RU92005950 A RU 92005950A RU 92005950 A RU92005950 A RU 92005950A RU 2090838 C1 RU2090838 C1 RU 2090838C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- holograms
- beams
- recorded
- surface relief
- additional
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
Использование: для бесконтактного определения рельефа поверхности, в контрольно-измерительной технике. Технический результат: повышение разрешающей способности способа за счет обеспечения регистрации дополнительной информации о рельефе поверхности. Сущность изобретения: исследуемую поверхность освещает коллимированными пучками когерентного излучения с различными длинами волн, и регистрируют m голограмм с помощью опорного пучка. Дополнительно регистрируют m голограмм, каждую с помощью одного из дополнительных опорных пучков, которые пространственно разделены между собой и по отношению к опорному пучку. Восстанавление 2m голограмм осуществляют теми же опорными пучками, которые линейно поляризуются. При этом дополнительные пучки, используемые для восстановления дополнительно зарегистрированных голограмм, поляризуют ортоогонально по отношению к первому пучку. При восстановлении по крайней мере одной из (m-1) дополнительно зарегистрированных голограмм используют один из дополнительных пучков когерентного излучения с регулируемым фазовым сдвигом. Регистрируют полученную интерференционную картину, по которой определяют рельеф поверхности. 2 ил.
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение для бесконтактного определения рельефа поверхности, например, при контроле деталей на производстве, при исследовании различных физических и медико-биологических объектов.
Известен голографический способ определения рельефа поверхности, заключающийся в том, что освещают исследуемую поверхность коллимированными пучками когерентного излучения с двумя длинами волн, записывают и восстанавливают голограмму, регистрируют интерференционную картину, по которой судят о рельефе поверхности.
Однако известный способ не позволяет с высокой точностью определять координаты максимумов интенсивности интерференционных полос и обладает низкой разрешающей способностью.
Задачей изобретения являются повышение точности определения координат максимумов полос за счет сужения контуров интерференционных линий и повышение разрешающей способности способа за счет получения дополнительной информации поверхности.
Для этого в голографическом способе определения рельефа поверхности, включающем освещение исследуемой поверхности коллимированными пучками когерентного излучения с различными длинами волн, запись и восстановление голограммы, регистрацию интерференционной картины, по которой судят о рельефе поверхности, освещают поверхность m (m>2) пучками, записывают 2m голограмм с помощью трех пространственно разделенных пучков, одним из которых записывают m голограмм, вторым по крайней мере одну из (m-1) голограмм, третьим - остальные, восстанавливают голограммы пучками линейно поляризованного излучения, из которых пучки, предназначенные для восстановления m голограммы, поляризуют ортогонально по отношению к пучкам, используемым для восстановления остальных голограмм, и для одного из этих пучков осуществляют фазовый сдвиг.
На фиг. 1 изображена оптическая схема осуществления способа; на фиг. 2 - распределение интенсивности в полученной интерференционной картине.
Исследуемую поверхность объекта О освещают с помощью светоделителя С коллимированными пучками когерентного излучения с m различными длинами волн и регистрируют на фотопластинке Г m голограмм с помощью опорного пучка 1. Дополнительно регистрируют еще m голограмм с помощью опорных пучков 2 и 3, которые пространственно разделены между собой и с опорным пучком 1. При этом по крайней мере одну из (m-1) дополнительных голограмм регистрируют опорным пучком 3, а остальные с помощью пучка 2. Восстановление 2m голограммы осуществляют теми же опорными пучками 1,2 и 3, которые линейно поляризуют. При этом пучки 2 и 3, используемые для восстановления m дополнительно зарегистрированных голограмм, поляризуют ортогонально по отношению к пучку 1. Кроме того, пучок 3 пропускают через компенсатор К, с помощью которого осуществляют регулируемый фазовый сдвиг.
После восстановления первично зарегистрированных голограмм распределение интенсивности J в полученной интерференционной картине при равных амплитудах интерферирующих пучков имеет вид:
,
где
Z расстояние от точки поверхности объекта до фиксированной плоскости сравнения, Z Z(X,Y); Jo= a ; λj длины волн интерферирующих пучков.
,
где
Z расстояние от точки поверхности объекта до фиксированной плоскости сравнения, Z Z(X,Y); Jo= a
Полученная интерференционная картина имеет узкие полосы. На эту картину накладывают вторую интерференционную картину, сформированную путем восстановления дополнительно зарегистрированных голограмм, причем за счет введения регулируемого фазового сдвига узкие максимумы дополнительных полос располагаются посередине между первичными полосами. В результате этого повышается разрешающая способность топограммы, т.к. имеется возможность получать информацию о рельефе поверхности между узкими первичными полосами.
Поясним сущность способа на примере. Пусть используют четыре длины волн λ1,λ2,λ3 и λ4, т.е. m 4. Считаем, что используемые длины волн удовлетворяют следующим соотношениям:
λ1= λ+2Δλ,λ2= λ+Δλ,λ3= λ-Δλ,λ4= λ-2Δλ,
где λ центральная длина волны выбранного спектрального диапазона;
Dl некоторый спектральный интервал, определяемый спектральными характеристиками используемого лазера.
λ1= λ+2Δλ,λ2= λ+Δλ,λ3= λ-Δλ,λ4= λ-2Δλ,
где λ центральная длина волны выбранного спектрального диапазона;
Dl некоторый спектральный интервал, определяемый спектральными характеристиками используемого лазера.
Тогда распределение интенсивности (1) можно записать в виде:
Данное распределение представлено на фиг. 2, кривая 1. Глубинный интервал в этом случае равен:
.
Данное распределение представлено на фиг. 2, кривая 1. Глубинный интервал в этом случае равен:
.
Пусть каждый из пунктов 2 и 3 (фиг. 1) восстанавливают по две дополнительно зарегистрированные голограммы, а вносимый фазовый сдвиг равен 180o. Тогда распределение интенсивности после восстановления дополнительно зарегистрированных голограмм имеет вид:
Этому распределению соответствует кривая 2 на фиг. 2. Глубинный интервал при этом остался прежним, но сама кривая оказалась смещенной вдоль направления Oz на величину , соответствующую половине глубинного интервала.
Этому распределению соответствует кривая 2 на фиг. 2. Глубинный интервал при этом остался прежним, но сама кривая оказалась смещенной вдоль направления Oz на величину , соответствующую половине глубинного интервала.
Поскольку восстановленные с первично и дополнительно зарегистрированных голограмм когерентные пучки ортогонально поляризованы, они не интерферируют, и суммарное распределение интенсивности в сформированной топограмме будет равно:
Суммарному распределению интенсивности соответствует кривая 3 на фиг. 2. Узкие интерференционные максимумы этой кривой расположены в два раза чаще, чем у кривых 1 или 2, соответствующих распределениям интенсивности (2) и (4). Глубинный интервал теперь равен
,
т.е. имеет в два раза меньшую величину.
Суммарному распределению интенсивности соответствует кривая 3 на фиг. 2. Узкие интерференционные максимумы этой кривой расположены в два раза чаще, чем у кривых 1 или 2, соответствующих распределениям интенсивности (2) и (4). Глубинный интервал теперь равен
,
т.е. имеет в два раза меньшую величину.
Если же для восстановления использовать одну из длин волн, применяемых при записи голограмм, например l3, то λ4= λ3-Δλ, λ2= λ3+2Δλ, λ1= λ3+3Δλ, тогда соответствующие разности фаз будут точно такими же, как в предыдущем случае, а следовательно, результат будет такой же, как при восстановлении центральной волной.
Таким образом, описанный способ позволяет в два раза увеличить разрешающую способность за счет обеспечения возможности регистрации дополнительной информации о рельефе поверхности. При этом запись первичных и дополнительно зарегистрированных голограмм можно осуществлять за одну экспозицию. Это позволяет наряду со стационарными объектами использовать и нестационарные объекты.
Claims (1)
- Голографический способ определения рельефа поверхности, заключающийся в том, что освещают исследуемую поверхность коллимированными пучками когерентного излучения с различными длинами волн, записывают и восстанавливают голограмму, регистрируют интерференционную картину, по которой судят о рельефе поверхности, отличающийся тем, что освещают поверхность m (m>2) пучками, записывают 2m голограмм с помощью трех пространственно разделенных пучков, одним из которых записывают m голограмм, вторым по крайней мере одну из m - 1 голограмм, третьим остальные, восстанавливают голограммы пучками линейно поляризованного излучения, из которых пучки, предназначенные для восстановления голограмм, поляризуют ортогонально по отношению к пучкам, используемым для восстановления остальных голограмм, и для одного из этих пучков осуществляют фазовый сдвиг.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92005950A RU2090838C1 (ru) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | Голографический способ определения рельефа поверхности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92005950A RU2090838C1 (ru) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | Голографический способ определения рельефа поверхности |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92005950A RU92005950A (ru) | 1995-08-10 |
RU2090838C1 true RU2090838C1 (ru) | 1997-09-20 |
Family
ID=20131984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92005950A RU2090838C1 (ru) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | Голографический способ определения рельефа поверхности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2090838C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001023965A1 (en) * | 1999-09-27 | 2001-04-05 | University Of South Florida Division Of Patents And Licencing | Digital interference holographic microscope and methods |
-
1992
- 1992-11-11 RU RU92005950A patent/RU2090838C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Островский Ю.И. и др. Голографическая интерферометрия. - М.: Наука, 1977, с. 278 - 283. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001023965A1 (en) * | 1999-09-27 | 2001-04-05 | University Of South Florida Division Of Patents And Licencing | Digital interference holographic microscope and methods |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Steel | Interferometry | |
JP5748753B2 (ja) | 干渉法により二次元光路分布の絶対測定を行う装置 | |
US7127109B1 (en) | Digital interference holographic microscope and methods | |
US8129703B2 (en) | Intraoral imaging system and method based on conoscopic holography | |
KR20180036921A (ko) | 개선된 홀로그래픽 복원 장치 및 방법 | |
RU2090838C1 (ru) | Голографический способ определения рельефа поверхности | |
Cai et al. | Sensitivity adjustable contouring by digital holography and a virtual reference wavefront | |
Itoh et al. | Broad-band light-wave correlation topography using wavelet transform | |
Caulfield et al. | An introduction to holography by shadow casting | |
Burch | Laser speckle metrology | |
Boone | Determination of three orthogonal displacement components from one double exposure hologram | |
Yamaguchi | Three-dimensional microscopy and measurement by phase-shifting digital holography | |
RU2085835C1 (ru) | Голографический способ определения рельефа поверхности объекта | |
Ja | Real-time non-destructive testing of phase objects using four-wave mixing with photorefractive BGO crystals | |
Patorski et al. | Producing and testing binary amplitude gratings using a self-imaging and double-exposure technique | |
Mosyakin et al. | Use of holograms as optical elements | |
RU2289098C1 (ru) | Способ определения деформаций диффузно отражающих объектов | |
SU520507A1 (ru) | Устройство интерференционного измерени проекции вектора перемещени поверхности диффузно-отражающего обьекта | |
Paoletti | Sandwich-speckle hologram: a combined method for local displacement analysis | |
SU1696843A1 (ru) | Голографический способ определени остаточных напр жений | |
Calatroni | Coding of spatial-and-chromatic information by means of Fourier holography in white light | |
Rosen et al. | Synthetic Aperture Holography for Three Dimensional Incoherent Imaging | |
Tentori | Holographic optical correlation | |
Pawlowski et al. | Spatio-spectral digital holography for full-field tomographic imaging with adaptive focusing | |
Lyalikov | Extension of the controlled sensitivity range in holographic interferometry with a lateral shear |