SU1094013A1 - Shadow apparatus - Google Patents

Shadow apparatus Download PDF

Info

Publication number
SU1094013A1
SU1094013A1 SU833590051A SU3590051A SU1094013A1 SU 1094013 A1 SU1094013 A1 SU 1094013A1 SU 833590051 A SU833590051 A SU 833590051A SU 3590051 A SU3590051 A SU 3590051A SU 1094013 A1 SU1094013 A1 SU 1094013A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
recorder
lens
optical axis
object under
diaphragm
Prior art date
Application number
SU833590051A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аркадий Ермолаевич Давыдов
Галина Валериановна Дрейден
Юрий Исаевич Островский
Михаил Исаакович Этинберг
Original Assignee
Ордена Ленина физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ордена Ленина физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе filed Critical Ордена Ленина физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе
Priority to SU833590051A priority Critical patent/SU1094013A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1094013A1 publication Critical patent/SU1094013A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

ТЕНЕВАЯ УСТАНОВКА, содержаща  установленные последовательно на оптической оси точечный источник света , коллиматор, объектив, визуализирующую диафрагму, расположенную в фокусе объектива,и регистратор, оптически сопр женный с исследуемым объектом, отличающа с  тем, что, с целью одновременной регистрации объекта в различных част х спектра его пространственных частот, в нее введен второй регистратор, оптически сопр женный с исследуемым объектом, непрозрачна  часть визуализирующей диа4ч агмы содержит зеркальные участки, а ее плоскость составл ет с оптической осью и направлением на второй регистратор равные углы. (Л ©« СО 4:: ооA SHADOW INSTALLATION, containing a point source of light installed in series on the optical axis, a collimator, a lens that visualizes a diaphragm located at the focus of the lens, and a recorder that is optically conjugated to the object under investigation, in order to simultaneously register the object in different parts the spectrum of its spatial frequencies, a second recorder optically conjugated with the object under study is introduced into it, the opaque part of the visualizing diach agma contains mirror sections, and its plane The core is equal in angle with the optical axis and the direction to the second recorder. (L © «SO 4 :: oo

Description

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению, а более конкретно к оптическим приборам и устройствам дл  исследовани  прозрачны неоднородностей. Известно устройство, использующе метод свет щейс  точки, в котором и следуема  фазова  неоднородность пр свечиваетс  сферической или плоской световой волной, исход щей из точеч ного источника С 1. В результате вариаций показател  преломлени  световые лучи, проход щие через разные участки неоднородности отклон ютс  на разные углы, что приводит к нарушению гомоцентрйчнос ти исходного светового пучка и пере распределению освещенности на экран В первом приближении относите«ьные изменени  освещенности экрана определ ютс  второй производной от показател  преломлени , проинтегрированной по линии наблюдени . По этой причине установки, использующие мет свет щейс  точки, мало пригодны дл  количественных измерений вариаций по казател  преломлени . Кроме того, с помощью установок такого типа плохо визуализируютс  неоднородности с малыми градиентами показател  преломлени . Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности  вл етс  тенева  установка, содержаща  установленные последовательно на оптической оси точечный источник света, коллиматор, объектив, визуализирующую диафрагму, расположенную в фокусе объектива, и регистратор, оптически сопр женный с исследуемым объектом С 2 . В этой установке визуализирующа  диафрагма содержит только прозрачные и непрозрачные участки. При этом диафрагма может быть выполнена, например , в виде полуплоскости (ножа), котора  в отсутствие неоднородности полностью или частично перекрывает изображение источника света. Отклонение лучей исследуемым объектом приводит к смещению изображени  ис точника и увеличению освещенности соответствующих участков изображени  объекта. Освещенность экрана при этом возрастает пророрционально угло вому отклонению луча в направлении, перпендикул рном кромке ножа. Угол отклонени  и интенсивность пропорцио нальны градиенту показател  преломлени , проинтегрированному по линии наблюдени . Таким образом, в зависимости от формы и расположени  визуализирующей диафрагмы объект регистрируетс  в какой-либо одной определенной части его пространственного спектра. Указанное обсто тельство и  вл етс  недостатком рассмотренной установки, поскольку при изучении быстропротекающих точно не воспроизводимых процессов возникает необходимость одновременной регистрации объекта в различных част х его пространственного спектра дл  получени  более полных данных о нем. Это обусловлено тем, что некоторые детали лучше визуализируютс  при регистрации объекта в свете высокочастотной составл ющей (тем-нопольной теневой картины), а другие- при регистрации объекта в свете низкочастотной составл ющей (светлопольной картины). Цель изобретени  - одновременна  регистраци  объекта в различных част х спектра его пространственных частот. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в теневую установку, содержащую установленные последовательно на оптической оси точечный источник света, коллиматор, объектив визуализирующую диафрагму, расположенную в фокусе объектива, и регистратор, оптически сопр женный с исследуемым объектом, введен второй регистратор, оптически сопр женный с исследуемым объектом, напрозрачна  часть визуализирующей диафрагмы содержит зеркальные участки, а ее плоскость составл ет с оптической осью и направлением на второй регистратор равные углы. На фиг. 1 представлена оптическа  схема предлагаемой установки и ход лучей в ней; на фиг. 2-10 различные варианты исполнени  ее визуализирующей диафрагмы, где незащтрихованные участки соответствуют прозрачным участкам диафрагмы, черные - непрозрачным, а заштрихованные - зеркальным. Тенева  установка включает установленные последовательно на оптической оси 1 точечный источник 2 света, коллиматор 3, объектив 4, визуализирующую диафрагму 5, расположенную в фокусе объектива 4, и регистратор 6, оптически сопр женный с исследуемым объектом 7. Кроме того, в состав установки входит второй регистратор 8, также оптически сопр  женный с объектом 7. При этом непроз рачна  часть диафрагмы 5 содержит зеркальные участки, а ее плоскость составл ет с оптической ос;ью 1 и направлением 9 на регистратор 8 равные углы. Предлагаема  установка работает следующим образом. Световые лучи, прошедшие через исследуемую фазовую неоднородность 7 отклон ютс  ею на различные углы, и поэтому их пространственные частоты различны. Визуализирующа  диафрагма 5 пространственно раздел ет потоки излучени , имеющие различные пространственные частоты. При этом часть излучени  задерживаетс  непрозрачными участками диафрагмы, часть проходит через прозрачные участки и направл етс  на первый регистрирующий узел 6, а часть отражаетс  от зеркальных участков и направл етс  на второй регистрирующий узел 8. В зависимости от поставленной задачи визуализирующа  диафрагма может быть выполнена в различных вариантах . Рассмотрим работу установки при реализации некоторых из них. Кольцевой зеркальный нож (фиг. 2) В пр мом ходе лучей регистрируетс  картина в низкочастотной составл юще пространственного спектра, в отражен ном - в высокочастотной составл ющей Частотна  граница разделени  определ етс  диаметром отверсти  в ноже. Круглый.зеркальный экран на прозрачном слое (фиг. 3). В пр мом ходе лучей регистрируетс  картина в высокочастотной составл ющей пространственного спектра, в отраженном - в низкочастотной составл ющей. Зеркальный нож - полуплоскость с ребром, проход щим через центр диафрагмы (фиг. 4). В пр мом ходе лучей регистрируетс  картина во всех частотах и только в положительных час тотах Vx . В отраженном ходе лучей ре гистрируетс  картина во всех частотах iJ( и только в отрицательных частотах . , Картина в пр мом ходе лучей и в отраженном будут идентичны только в случае неоднородноети , обладающей зеркальной симметрией . При отсутствии таковой картины будут различны. Этот вариант устройства позвол ет вы вл ть симметрию фазовой неоднородности. Непрозрачна  пластина с круглыми прозрачными и отражающим участками (фиг. 5-7). При этом в варианте , изображенном на фиг. 5 в пр мом ходе лучей регистрируютс  пространственные частоты v О, в отраженном - частоты л) , Vv; 0. Причем |Л ) варианте, изображенном на фиг. 6, в пр мом ходе лучей регистрируютс  пространственные Частоты)х ; V О, в отраженном частоты Vx ; Vs, 0.Здесь Vji - i j т.е. тождественность картин в пр мом и отраженном ходе лучей свидетельствует о симметрии неоднородности на частоте . В варианте, изображенном на фиг. 7, в пр мом ходе лучей регистрируютс  пространственные частоты -Jjf , в отраженном же VY,. При этом |VxJ . Непрозрачна  пластина с взаимно перпендикул рными прозрачной и зеркальной полосами (фиг. 8 и 9). В варианте , изображенном на фиг. 8, в пр мом ходе регистрируетс  изображение в пространственных частотах О (без ограничени  спектра л)у ), в отраженном - Vx (без ограничени  спектра )). Вариант, изображенный на фиг.9, аналогичен предыдущему , но с регистрацией не в нулевой частоте V(. В варианте, изображенном на фиг. 10, картины, зарегистрированные в пр мом и отраженном свете, будут одинаковы, если исследуема  неоднородность обладает центральной симметрией . В противном случае картины будут различными. Следует отметить, что при реализации Предлагаемой установки возможна одновременна  двухканальна  регистраци  в двух спектральных диапазонах (за счет введени  в каналы регистрации спектрально-селективных фильтров или нанесени  спектрально-селективного покрыти  на визуализирующую диафрагму). Возможно также использовать сдвиг фазы при отражении от зеркальных участков, ввод  таким образом фазовый контраст в отраженную картину. 1 Кроме того, мен   закон изменени  коэффициента отражени  (пропускани , поглощени ) с координатами, можно получить р д других эффекто)з, в частr -- 5 ,: апрдизацию теневой картины в - обоих %ажалах. Taj po6pa30Mf предлагаемое устройст® ) шо сравнению с известным обес чшает одновременную регистра цию теневого изображени  объекта в уЩЭлШтк част х его прастранственЬ о cnjEKTpa практически без светогерь .. 3 Кроме того, в зависимости от фор.мы и расположени  прозрачных, непрозрачных и зеркальных участков визуализирующей диафрагмы устройство позвол ет вы вл ть симметрию неоднородности , производить аподизацию теневой картины в обоих каналах, регистрацию теневой картины в разных спектральных диапазонах и т.д.The invention relates to optical instrument making, and more specifically to optical devices and devices for researching transparent inhomogeneities. A device is known that uses the method of a light point, in which the subsequent phase inhomogeneity is illuminated by a spherical or flat light wave emanating from a point source C 1. As a result of variations in the refractive index, the light rays passing through different parts of the inhomogeneity deviate by different directions. angles, which leads to a violation of the homogeneity of the original light beam and the redistribution of illumination on the screen. In a first approximation, the relative changes in the illumination of the screen are determined by the second ne of the refractive index integrated over the observation line. For this reason, installations using the luminous point mark are of little use for quantitative measurements of variations in the refractive index. In addition, with installations of this type, inhomogeneities with small refractive index gradients are poorly visualized. Closest to the proposed technical entity is a shadow installation that contains a point source of light installed in series on the optical axis, a collimator, a lens that visualizes the aperture located at the focus of the lens, and a recorder that is optically coupled to the C 2 object under investigation. In this setting, the imaging aperture contains only transparent and opaque areas. In this case, the diaphragm can be made, for example, in the form of a half-plane (knife), which, in the absence of heterogeneity, completely or partially overlaps the image of the light source. The deviation of the rays by the object under study causes a shift in the source image and an increase in the illumination of the corresponding areas of the object image. In this case, the illumination of the screen increases in proportion to the angular deflection of the beam in the direction perpendicular to the edge of the knife. The deflection angle and intensity are proportional to the refractive index gradient integrated over the observation line. Thus, depending on the shape and location of the imaging diaphragm, the object is recorded in any one particular part of its spatial spectrum. This circumstance is a disadvantage of the considered installation, since when studying fast-flowing non-reproducible processes it is necessary to simultaneously register an object in different parts of its spatial spectrum in order to obtain more complete data about it. This is due to the fact that some details are better visualized when the object is registered in the light of the high-frequency component (dark shadow field pattern), and others when the object is registered in the light of the low-frequency component (bright field pattern). The purpose of the invention is to simultaneously register an object in different parts of its spatial frequency spectrum. The goal is achieved by the fact that a point source of light, a collimator, a visualization aperture lens located in the focus of the lens, and a recorder optically conjugated with the object under study are inserted into a shadow system that has a second recorder optically conjugated with the object under investigation. the object, the transparent part of the imaging diaphragm contains mirror sections, and its plane makes equal angles with the optical axis and direction to the second recorder. FIG. Figure 1 shows the optical layout of the proposed installation and the course of the rays in it; in fig. 2-10 are different versions of its visualization diaphragm, where the open sections correspond to the transparent areas of the diaphragm, the black ones to the opaque, and the shaded ones to the mirror. The shadow setup includes a point source 2 of light 2, a collimator 3, a lens 4, a visualizing aperture 5 located in the focus of the lens 4, and a recorder 6, which is optically conjugated with the object under study 7, mounted in series on the optical axis. the recorder 8, also optically conjugated to the object 7. In this case, the non-transparent part of the diaphragm 5 contains mirror sections, and its plane is equal to the optical axis 1 and the direction 9 to the recorder 8 equal angles. The proposed installation works as follows. Light rays that have passed through the phase inhomogeneity under study 7 are deflected by it at different angles, and therefore their spatial frequencies are different. The imaging diaphragm 5 spatially separates radiation streams having different spatial frequencies. In this case, part of the radiation is retained by opaque portions of the diaphragm, part passes through the transparent areas and is directed to the first recording unit 6, and part is reflected from the mirror areas and directed to the second recording unit 8. Depending on the task, the imaging aperture can be performed in different options. Consider the operation of the installation when implementing some of them. An annular mirror knife (Fig. 2) In the forward direction of the rays, a picture is recorded in the low-frequency component of the spatial spectrum, and in the reflected one in the high-frequency component. The frequency separation boundary is determined by the diameter of the hole in the knife. Round. Mirror screen on a transparent layer (Fig. 3). In the forward path of the rays, a pattern is recorded in the high-frequency component of the spatial spectrum, and in the reflected component, in the low-frequency component. The mirror knife is a half-plane with an edge passing through the center of the diaphragm (Fig. 4). In the direct course of the rays, a pattern is recorded at all frequencies and only at positive frequencies Vx. In the reflected course of the rays, the pattern is recorded at all frequencies iJ (and only at negative frequencies., The pattern in the forward direction of the rays and in the reflected will be identical only in the case of a non-uniform network with mirror symmetry. In the absence of such a picture, they will be different. There is no indication of phase non-uniformity symmetry. An opaque plate with round transparent and reflective portions (Fig. 5-7). In this case, in the embodiment shown in Fig. 5, the spatial frequencies v are recorded in the forward path of the rays. , The reflected - frequency l), Vv; 0. And | L) the variant shown in FIG. 6, spatial frequencies are recorded in the forward path of the rays) x; V Oh, in the reflected frequency Vx; Vs, 0. Here Vji - i j ie The identity of pictures in the forward and reflected course of the rays indicates the symmetry of the inhomogeneity at the frequency. In the embodiment shown in FIG. 7, spatial frequencies -Jjf are recorded in the forward path of the rays, while in the reflected VY ,. At the same time | VxJ. An opaque plate with mutually perpendicular transparent and specular stripes (Fig. 8 and 9). In the embodiment shown in FIG. 8, an image is recorded in forward motion at spatial frequencies O (without limiting the spectrum l) y), and reflected in the image - Vx (without limiting the spectrum)). The variant shown in Fig. 9 is similar to the previous one, but with registration not at zero frequency V (. In the embodiment shown in Fig. 10, the pictures recorded in direct and reflected light will be the same if the heterogeneity under study has central symmetry. Otherwise, the pictures will be different. It should be noted that when implementing the Proposed installation it is possible to simultaneously dual-channel registration in two spectral ranges (due to the introduction of spectrally selective filters or nanoscopes into the channels) The number of spectral selective coatings on the imaging diaphragm.) It is also possible to use a phase shift when reflecting from specular areas, thus introducing a phase contrast into the reflected pattern. 1 In addition, changing the law of change of reflectance (transmittance, absorption) with coordinates, you can get D of other effects, in particular - 5,: the appraisal of the shadow pattern in - both% ajalah. Taj po6pa30Mf the proposed device®) compared to the known one provides simultaneous registration of the shadow image of an object in its parts, it is easy to see cnjEKTpa without illumination. 3 Depending on the shape and location of the transparent, opaque and mirror areas of the visualizing a diaphragm device allows to reveal the symmetry of heterogeneity, produce apodization of the shadow pattern in both channels, register the shadow pattern in different spectral ranges, etc.

--

ФlfгJФlfгJ

.2.2

Фиг. 5FIG. five

Фые.Fye.

0f/2.70f / 2.7

Ф1А.6F1A.6

Фиг.8Fig.8

Фиг.ЭFig.E

Claims (1)

ТЕНЕВАЯ УСТАНОВКА, содержащая установленные последовательно на оптической оси точечный источник света, коллиматор, объектив, визуализирующую диафрагму, расположенную в фокусе объектива,и регистратор, оптически сопряженный с исследуемым объектом, отличающаяся тем, что, с целью одновременной регистрации объекта в различных частях спектра его пространственных частот, в нее введен второй регистратор, оптически сопряженный с исследуемым объектом, непрозрачная часть визуализирующей диафрагмы содержит зеркальные участки, а ее плоскость состав- ‘ ляет с оптической осью и направлением на второй регистратор равныеSHADOW INSTALLATION, containing a point light source mounted in series on the optical axis, a collimator, a lens that visualizes the diaphragm located in the focus of the lens, and a registrar optically coupled to the object under study, characterized in that, in order to simultaneously register the object in different parts of its spatial spectrum frequencies, a second recorder is introduced into it, optically conjugated to the object under study, the opaque part of the visualizing diaphragm contains mirror sections, and its plane sets with the optical axis and direction to the second recorder equal Фиг.1Figure 1
SU833590051A 1983-05-13 1983-05-13 Shadow apparatus SU1094013A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833590051A SU1094013A1 (en) 1983-05-13 1983-05-13 Shadow apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833590051A SU1094013A1 (en) 1983-05-13 1983-05-13 Shadow apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1094013A1 true SU1094013A1 (en) 1984-05-23

Family

ID=21062982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833590051A SU1094013A1 (en) 1983-05-13 1983-05-13 Shadow apparatus

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1094013A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Зайдель А.Н., Островска Г.В, Лазерные методы исследовани плазмы. Л., Наука, 1977, с. 20. 2. Васильев А.А. Теневые методы. М., Наука, 1968, с. 15-19 (прототип) . *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7075633B2 (en) Method and system for measuring the imaging quality of an optical imaging system
JPH0241604Y2 (en)
EP0079930B1 (en) Optical system
EP0647828A2 (en) Cofocal optical systems for thickness measurements of patterned wafers
WO1993016373A1 (en) Apparatus for optical inspection of patterned substrates
US11650151B2 (en) Compact, self-aligned projection focusing schlieren method and system
US3045531A (en) Optical grating
KR100425412B1 (en) A device for measuring the photometric and colorimetric characteristics of an object
US4256368A (en) Color contrast sensitivity measuring device
US4062619A (en) Variable background intensity apparatus for imaging systems
US5523836A (en) Method and apparatus for orienting a lens' refractive characteristics and lay-out properties
US4577940A (en) Moire microscope
TWI662262B (en) System for quantitative differential phase contrast microscopy with isotropic transfer function
KR20020044574A (en) Device for measuring spatial distribution of the spectral emission of an object
US3767308A (en) Method and apparatus for sensing surface displacement orthogonal to the line of sight
SU1094013A1 (en) Shadow apparatus
JP4054424B2 (en) Method and apparatus for Fourier manipulation in an optical lens or mirror train
US4384768A (en) Method and apparatus for manipulating the contrast of sine wave gratings and other visual patterns
JP3219462B2 (en) Thin film measuring instrument
JP2653853B2 (en) Inspection method of periodic pattern
JP3886619B2 (en) Object defect inspection method and inspection apparatus
RU69634U1 (en) DEVICE FOR DETECTION AND CLASSIFICATION OF DEFECTS OF OPTICAL OBJECTS (OPTIONS)
US4637720A (en) Lens meter having a focusing indication system with divided-image registration focusing
SU998998A2 (en) Optical instrument
SU1179744A1 (en) Interference-shadow device