SU1357712A1 - Method of determining phase difference - Google Patents
Method of determining phase difference Download PDFInfo
- Publication number
- SU1357712A1 SU1357712A1 SU864087285A SU4087285A SU1357712A1 SU 1357712 A1 SU1357712 A1 SU 1357712A1 SU 864087285 A SU864087285 A SU 864087285A SU 4087285 A SU4087285 A SU 4087285A SU 1357712 A1 SU1357712 A1 SU 1357712A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- phase
- determined
- phase difference
- period
- interferograms
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл определени полной разности фаз в интерферометрах при определении оптическими методами рельефа поверхностей, деформаций, вибраций. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет измерени рассто ни путем устранени фазовой неоднозначности. Дл этого получают дополнительные интерферограм- мы на другой волне излучени , выбранной таким образом, что значени длин волн не имеют целых общих делителей . Полна разность фаз находитс . по разност м фаз, определенным в пределах одного периода, полученным при разных длинах волн. Разности фаз,определенные в пределах одного периода, определ ют по серии интерференционных картин, полученных при изменении фазы одной из интерферирующих волн на контролируемую величину. Источник 1 когерентного света с перестраиваемой длиной волны используетс в интерферометре 2 дл измерени двух пар интерферограмм, интенсивность света в которых определ етс блоком 4 определени ркости световой волны . Интерферограммы снимаютс при двух значени х фазы, котора задаетс блоком 3 внесени контролируемого фазового сдвига. 2 ил. о € (Л со СП ю фиг. 1The invention relates to a measurement technique and can be used to determine the total phase difference in interferometers when using optical methods to determine the surface relief, deformations, vibrations. The purpose of the invention is to enhance the functionality by measuring the distance by eliminating phase ambiguity. For this, additional interferograms are obtained on another wave of radiation selected in such a way that the wavelength values do not have integer common divisors. A complete phase difference is found. according to phase differences, determined within the same period, obtained at different wavelengths. Phase differences determined within one period are determined from a series of interference patterns obtained by changing the phase of one of the interfering waves by a controlled amount. Tunable-wavelength coherent light source 1 is used in interferometer 2 to measure two pairs of interferograms, the intensity of which is determined by block 4 for determining the brightness of the light wave. Interferograms are taken at two phase values, which is determined by the block 3 of the introduction of a controlled phase shift. 2 Il. about € (L with SP yu Fig. 1
Description
11eleven
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл определени полной разности фаз в интерферометрах при определении оптическими методами рельефа поверхностей, деформаций, вибраций.The invention relates to a measurement technique and can be used to determine the total phase difference in interferometers when using optical methods to determine the surface relief, deformations, vibrations.
Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет измерени рассто ни путем устранени фазовой неоднозначности. Дл этого получают дополнительные интерферо- граммы на другой волне излучени , выбранной таким образом, что значе - ни длин волн не имеют целых общих делителей.The purpose of the invention is to enhance the functionality by measuring the distance by eliminating phase ambiguity. For this, additional interferograms are obtained on another wave of radiation, chosen in such a way that the values of wavelengths do not have integer common divisors.
На фиг. 1 приведена структурна схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - графики зависимости фаз световых волн от пространственно координаты, по сн ющие суть способа.FIG. 1 shows a block diagram of a device implementing the method; in fig. 2 - graphs of the phase dependence of the light waves on the spatial coordinates, explaining the essence of the method.
Устройство (фиг. 1) содержит источник 1 когерентного света с перестраиваемой длиной волны, выход которого соединен с одним входом интер- ферометра 2. Блок 3 внесени контролируемого фазового сдвига соединен с другим входом интерферометра 2, а выход последнего соединен с входом блока 4 определени ркости световой волны.The device (Fig. 1) contains a source of coherent light with tunable wavelength, the output of which is connected to one input of the interferometer 2. The unit 3 for the introduction of a controlled phase shift is connected to another input of the interferometer 2, and the output of the latter is connected to the input of the brightness determining unit 4 light wave.
. Конкретное выполнение устройства, реализующего способ, может быть следующим .. The specific implementation of the device implementing the method may be as follows.
В качестве источника когерентного света с перестраиваемой длиной волны может быть использован ионный лазер или лазер на красител х.An ionic or dye laser can be used as a source of coherent light with tunable wavelength.
Интерферометр может быть как оптическим , так и голографическим и собранным по любой схеме.The interferometer can be both optical and holographic and assembled according to any scheme.
Блок внесени контролируемого фазового сдвига может быть выполнен, например, на основе зеркала, смещение которого задаетс деформацией пьезокерамики.The controlled phase shift application unit can be made, for example, on the basis of a mirror, the offset of which is determined by the deformation of the piezoceramics.
Блок определени ркости световой волны может быть реализован, например , на основе фотоэлектронных умножителей , световодов или других фо- тозлектронных преобразователей.A light wave brightness detection unit can be implemented, for example, on the basis of photomultiplier tubes, optical fibers or other photoelectric converters.
Рассмотрим целые числа в св зи с остатком от делени их на данное целое положительное L, которое назовем модулем.Consider integers in connection with the remainder of dividing them by a given positive integer L, which we will call a module.
Каждому целому числу соответствует определенный остаток от делени его на L. Если двум целым а и b отвечает один и тот же остаток г, тоEach integer corresponds to a certain remainder of dividing it by L. If two integers a and b correspond to the same residue g, then
122122
они называютс равноостаточными по модулю L или сравнимыми по модулю L, сравнимость чисел а и b по модулю L записываетс а b(mod L). Числа, сравнимые по модулю L, образуют клас чисел по модулю L.they are called equiolate modulo L or comparable modulo L, the comparability of the numbers a and b modulo L is written a b (mod L). Numbers comparable in modulo L form a class of modulo L.
Вз в от каждого класса по одному вычету, получаем полную систему расчетов по модулю L, чаще всего в качестве полной системы вычетов употребл ют наименьшие неотрицательные вычеты О, 1,..., L-1 или абсолютно наименьшие вычеты, в случае нечетного L,, ... , -1,0, 1 , . ..,Looking from each class with one deduction, we get a complete calculation system modulo L, most often the smallest non-negative deductions O, 1, ..., L-1 or the absolutely smallest deductions are used as a complete deduction, in the case of an odd L, , ..., -1.0, 1,. ..,
L-1L-1
-J- , в случае четного каким-либо-J-, in case of an even
из двух р довof two ranks
Q + 1,...j - 1,и,1,..., -s- Q + 1, ... j - 1, and, 1, ..., -s-
2 L2 L
-1 n 1 i. - ,..., i,u,i,.,., „ -1 n 1 i. -, ..., i, u, i,.,., „
Рассмотрим систему сравнений с одним неизвестным, но с разными и притом попарно простыми модул миConsider a system of comparisons with one unknown, but with different and, moreover, pairwise simple modules
X b (mod L ); X 5 b ..(mod L ,,).X b (mod L); X 5 b .. (mod L ,,).
(2)(2)
Решить систему (2), т.е. найти все значени х, ей удовлетвор ющие, можно, примен следующее условие: пусть числа Mg и М определеныSolve system (2), i.e. it is possible to find all the values satisfying it by applying the following condition: let the numbers Mg and M be defined
,..., , (mod L), ...,, (mod L)
и пустьlet it go
х,,+М2МХ + ...,Ь,.x ,, + M2MH + ..., b ,.
Тогда совокупность значений х, удовлетвор юща системе (2), определ етс сравнением х Xjj(mod L, Lj ,...,L ). Единственность решени системы следует из следующей теоремThen the set of values of x, satisfying system (2), is determined by comparing x Xjj (mod L, Lj, ..., L). The uniqueness of the solution of the system follows from the following theorem
если b.j, bj ,...,if b.j, bj, ...,
) независимо друг) independently friend
от друга пробегают полные сист«;мы вычетов по модул м L, L,. .., L |, то X р пробегает полную систему вычетов по модулю L, L,..., L.complete systics run from each other "; we have residues modulo L, L ,. .., L |, then X р runs over the full residue system modulo L, L, ..., L.
Пример. Рассмотрим систему:Example. Consider the system:
X 5 b (mod 4) ,X 5 b (mod 4),
X Е bj(mod 5).X E bj (mod 5).
Решение зтой системы записываетс в видеThe solution of this system is recorded as
X Н 5 Ь., + 16 bi(mod 20) (3)X H 5 L., + 16 bi (mod 20) (3)
313577313577
Данные сочетани (b,, b ) не повтор ютс , пока X пробегает полную систему вычетов по модулю 20.These combinations (b ,, b) do not repeat until X runs through the total residue system modulo 20.
Определить разность фаз в пределах одного периода ее изменени - это значит определить остаток от делени полной разности фаз на длину волны. ПустьTo determine the phase difference within one period of its change is to determine the remainder of dividing the total phase difference by the wavelength. Let be
X П Д, + Г,X P D, + G,
где г - фаза, определенна с точностью до 2 П; п - число полных длин волн;where r is the phase, determined to within 2 n; n is the number of total wavelengths;
X - полна фаза.X is full phase.
Если существует возможность определить г с достаточно большой точностью , можно поставить в соответствие вещественным значени м длины волн и фазы, определенной с точность до 2 П, целые числа с определенным количеством значащих знаков и перейти к рассмотренной системе сравнений (2). Чем больше количество значащих цифр, тем больше динамический диаIf it is possible to determine r with a sufficiently high accuracy, one can put in correspondence with the real values of the wavelength and phase, determined with an accuracy of up to 2 P, integer numbers with a certain number of significant signs and go to the considered comparison system (2). The greater the number of significant digits, the greater the dynamic range.
пазон, в котором по сочетани м b и Ь, вз тым при разных длинах волн, можно определить полную разность фаз,a region in which by combinations of b and b, taken at different wavelengths, it is possible to determine the total phase difference,
В рассмотренном примере L - , L 5 динамический диапазон дл In the considered example, L -, L 5 dynamic range for
20 5 длин волн (-/-), дл 20 5 wavelengths (- / -), dL
20 длины волны (-). Если возьмем два20 wavelengths (-). If we take two
знака, L 41, L 53, k % 50, kj a40/1j .characters, L 41, L 53, k% 50, kj a40 / 1j.
На графиках (фиг. 2) фаза t/ имеет период повторени 4, а фаза if- 5. Из графиков видно, как это и следует из теории, что каждой паре чисел (tf , 1/) соответствует единственное значение полной фазы tji , период повторени которой равен 20, что и составл ет в данном случае предел определени полной фазы. Например, паре чисел (,In the graphs (Fig. 2), the phase t / has a repetition period of 4, and the if-5 phase. From the graphs it is seen, as follows from the theory, that each pair of numbers (tf, 1 /) corresponds to a single value of the full phase tji, period the repetition of which is equal to 20, which in this case constitutes the limit for determining the total phase. For example, a pair of numbers (,
if 4 соответствует сс 19, а паре чисел if 1, i( 3 соответствует полна фаза (f 13. if 4 corresponds to cc 19, and to a pair of numbers if 1, i (3 corresponds to a full phase (f 13.
Способ осуществл етс следующим образом.The method is carried out as follows.
При одной длине световой волны от источника 1 когерентного излучени вWith a single wavelength of light from coherent radiation source 1 in
00
5five
„ „
5five
00
5five
00
5five
00
12 4 .12 4.
интерферометре 2 получают серию ин- терферограмм дл разных значений фазового сдвига, задаваемого блоком 3 внесени контролируемого фазового сдвига. Значени ркости в исследуемых точках на разных интерферограм- мах определ ютс с помощью блока 4 определени ркости световой волны и по этим значени м, в соответствии с формулой (1), вычисл етс разность фаз в пределах одного периода ее изменени . Затем измен ют длину световой волнь от источника 1 аналогичным образом определ ют разность фаз в пределах периода ее изменени . Теперь по двум значени м разности фаз, как это было показано на примере (фиг. 2), определ ют полную разность фаз световых волн.Interferometer 2 receives a series of interferograms for different values of the phase shift, specified by the unit 3 of the introduction of a controlled phase shift. The luminance values at the studied points on different interferograms are determined using block 4 for determining the luminance of the light wave and using these values, in accordance with formula (1), the phase difference is calculated within one period of its change. Then the length of the light wave from source 1 is changed in a similar manner to determine the phase difference within the period of its change. Now, the total phase difference of the light waves is determined by two values of the phase difference, as was shown in the example (Fig. 2).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864087285A SU1357712A1 (en) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | Method of determining phase difference |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864087285A SU1357712A1 (en) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | Method of determining phase difference |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1357712A1 true SU1357712A1 (en) | 1987-12-07 |
Family
ID=21245112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864087285A SU1357712A1 (en) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | Method of determining phase difference |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1357712A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6934035B2 (en) | 2001-12-18 | 2005-08-23 | Massachusetts Institute Of Technology | System and method for measuring optical distance |
US7365858B2 (en) | 2001-12-18 | 2008-04-29 | Massachusetts Institute Of Technology | Systems and methods for phase measurements |
US7557929B2 (en) | 2001-12-18 | 2009-07-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Systems and methods for phase measurements |
-
1986
- 1986-07-15 SU SU864087285A patent/SU1357712A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Schmidt-Weinmar H.G. Spatial distribution of magnitude and phase of optical-wavefields. - 3. Opt. SOB. Am., 1973, v. 63, № 5, p.547- 555. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6934035B2 (en) | 2001-12-18 | 2005-08-23 | Massachusetts Institute Of Technology | System and method for measuring optical distance |
US7365858B2 (en) | 2001-12-18 | 2008-04-29 | Massachusetts Institute Of Technology | Systems and methods for phase measurements |
US7557929B2 (en) | 2001-12-18 | 2009-07-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Systems and methods for phase measurements |
US8334982B2 (en) | 2001-12-18 | 2012-12-18 | Massachusetts Institute Of Technology | Systems and methods for phase measurements |
US9528817B2 (en) | 2001-12-18 | 2016-12-27 | Massachusetts Institute Of Technology | Systems and methods for phase measurements |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3904295A (en) | Method and apparatus for the no-contact measurement of velocities, changes in relative position, or displacement paths | |
DE112009001652T5 (en) | Multichannel recording | |
SU1357712A1 (en) | Method of determining phase difference | |
US4567355A (en) | Method and optical apparatus for converting residue numbers into positionally notated numbers | |
SU1619033A1 (en) | Method of determining phase difference of light waves | |
Abramson | Moiré patterns and hologram interferometry | |
CN108761300A (en) | External quantum efficiency of solar battery fast testing system based on frequency division multiplexing and method | |
SU1363938A1 (en) | Method of determining parameters of field in beam of electromagnetic radiation | |
SU388292A1 (en) | PHOTOELECTRIC CONVERTER MOVEMENT - CODE | |
SU1128111A1 (en) | Interferention device for checking surface relief | |
SU864942A1 (en) | Dispersion Interferometer | |
SU892399A1 (en) | Monochromatic lens for projection photolithography | |
SU1682778A1 (en) | Device for measuring fractional part of interference order | |
SU1182255A1 (en) | Method of interference measurements | |
SU684582A1 (en) | Photoelectric shaft angular position-to-code converter | |
JPH07113583B2 (en) | Wide wavelength simultaneous measurement spectrometer using Fabry-Perot interferometer | |
SU485399A1 (en) | Photoelectric autocollimator | |
SU711442A2 (en) | Device for determining refraction index gradients | |
RU2088883C1 (en) | Laser sight-range finder | |
RU1837332C (en) | Acousto-optic spectrum analyzer with integration in time | |
RU2290650C1 (en) | Acoustic-optic arrangement for detection of broadband phase-shift keyed signals and determination and definition of the kind of their phase modulation | |
SU495636A1 (en) | Photomask | |
SU999808A1 (en) | Method of measuring spatial distribution of object internal heterogeneity | |
SU658409A1 (en) | Twin-wave photometer | |
US3493736A (en) | Electro optical correlator apparatus |