SU1405423A1 - Лазерный интерферометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к лазерной интерферометрии и может быть использовано дл  исследовани  слабых. фазовых неоднородностей. Целью изобретени   вл етс  увеличение чувствительности измерений, без, перестройки оптических элементов. Изобретение позвол ет расширить эксплуатационные возь ожности интерферометра за счет изменени  чувствительности измерений без перестройки оптических элементов интерферометра, что достигнуто введением в опорный канал интерферометра резонатора, идентичного резонатору объектного канала. Это позвол ет автоматически получать на входе оптического затвора дл  каждого пто импульса,, вышедшего из резонатора об-ьектного канала (кратность прохождени  объекта 2п), когерентный ему опорный световой импульс. Причем разность хода между данными двум  импульсами равна , а соотношение интенсивности равно 1:1. Это, в свою очередь, приводит к возможности электронного управлени  чувствительностью измерений путем переключени  коэффициента пересчета пересчетной схемы. 3 ил . &

Description

Изобретение относитс  к лазерной интерферометрии и может быть использовано дл  исследований слабых физических неоднородностей,

Целью изобретени   вл етс  увеличение чувствитель 1ости измерений без перестройки оптических элементов.

На фиг. приведена схема лазерного интерферометра с резонатором в канале; на фиг, 2 - схема Лазерного интерферометра, в котором резонатор опорного канала совмещен с резонатором объектного канала; на фиг. 3 - блок-схема управле- ни  оптическим затвором.

Лазерный интерферометр содержит оптически св занные импульсный источник 1 когерентн о излучени 9 светоделитель 2, компенсатор 3 опти ческой разности хода лучей, образо ванный призмами 4,5 пил:тго внутреннего отражени  и полностью отражающими зеркалами 6-9, Объектный канал интерферометра содержит оптическую телескопическую систему 10 расширени пучка и.резонатор П, состо щий из полупрозрачного плоского зеркала 12 и полностью отражающего плоского зеркала 13, размещеннитх нормально к on- тической оси объектного канала. Рассто ние между зеркалами 2 и 33 таково, что база L резонатора П св зана с длительностью импульса источника 1 когерентного излучени  соотношением - 2L/C (с - ско- рость .света). Опорный канал интерфе рометра включает полупрозрачное зеркало 1А, резонатор 15, образованный плоскими Зеркалами 16 и 17, размещен ными нормально к оптической оси опор него канала. Причем коэффициент отражени  зеркала 16 равен коэффициент отражени  зеркала.12, коэффициент от ражени  зеркала 17 равен коэффициен- ту отражени  сверкала 13 и рассто ние между зеркалами 16,17 равно рассто нию между зеркалами 2,3 т,е, база резонатора II равна базе резгнатора

15.

При .исследовании локализованных фазовых неоднородностей резонатор опорного канала бычь совмеиек с резонатором объектного канала (фиГо 2)о В этом случае объектный канал интерферометра включ ает полу- прозрачное зеркало. 18, размещен 1ое за компенсатором 3 отттической разности хода, полнссть о отраж.аюшее зеркало 19, расположенное за зеркалом 1А, оптическую систему 10 расширени  пучка , резонатор II, образованный зеркалами 12 и 13, полупрозрачное зеркало 20, расположенное за полупрозрачным зеркалом 18, Опорный канал интерферометра включает полупрозрачное зеркало 18, резонатор 11, полупрозрачные зеркала 14 и 20, расположенные за зеркалом 18,

Блок выделени  пучка заданной кратности прохождени  через объект содержит фотодатчик 21, выход которого подан на вход блока 22 управлени  оптическим затвором, и оптичес кий затвор 23, Оптическа  телескопическа  система 24 размещаетс  между оптическим затвором 23 н регистратором 25 интерферограммы.

Блок 22 управлени  оптическим затвором 23 (фиг. 3) состоит из последо вательно соединенных схемы временной прив зки 26, пересчетный схемы 27 с переключаемым коэффициентом пересчета , одновибратора 28, усилител  29, разр дника 30. Разр дник 30 подсоединен па-раллельно оптическому затво РУ 23.

Устройство работает следующим образом.

Светоделитель 2 делит излучение импульсного источника 1 излучени  на два пучка: опорный и объектный, раз- н.ость хода-которых в плоскости регистратора 25 интерферограммы выравниваетс  компенсатором 3 разности хода оптических лучей перемещением призм 4 и 5, Объектный пучок интерферометра (фиг, 1) светоделителем 2 отклон етс  в оптическую систему 10 расширени  пучка и после расширени  направл етс  в резонатор 11, Опорный пучок ий- терфероматра через светоделитель 2 направл етс  в резонатор 15..

В случае смещени  в интерферометр резонаторов опорного и объектного каналов (фиг« 2) объектный и опорный пучки полупрозрачным зеркалом 18 направл ютс  в резонатор П «

На вь ходе резонаторов 11 и 13 (или резонатора 1 в случае совмеще- - ни  резонаторов опорного и объектног каналов) как в объектном, так ив опорном канале по вл етс  последовательность световых импульсов, интенсивность которых спадает по закону :

I,IO(I-R), ,2,3,.,..

где 1„ - интенсивность светового импульса соответствующего 2п-кратному прохожде- нию резонатора (объекта) ; 1 - интсенсивность излучени 

на входе резонатора; R - коэффициет отражени  полупрозрачного зеркала резонатора .

Световые импульсы разделены временным интервалом Г 2L/C. При этом световые импульсы соответственной кратности в опорном и объектном каналах автоматически имеют в плоскости регистратора 25 интерферограм- мы посто нную разность хода котора  может быть однократно скомпенсирова- на до нул  компенсатором 3 оптическо разности хода лучей, и посто нное 1: соотношение интенсивностей (поглощением фазового объекта можно пренебречь ) . Светоделителем 2 (в случае раздельного размещени  резонаторов опорного и объектного каналов) или зеркалами 14,19520 (в случае совмещени  резонаторов опорного и объект™ кого каналов) световые импульсы . объектного и опорного каналов направ л ютс  в оптический затвор 23, расположенный перед регистратором 25 интерферограммы/ Оптический затвор 23 выдел ет из последовательностей световых импульсов два когерентньгх импульса, соответствующих заданной кpatнocти прохождени  резонатора (объекта), которые и участвуют в об разовании иНтер)ферограммы.

Управление оптическим затвором 23 осуществл етс  следующим образом. Зеркалом 1А последовательность световых импульсов на выходе резонатора опорного канала направл етс  на входное окно фотодатчика 21 и вызывает на его выходе соответствующую последовательность электрических импульсов, поступающих на вход схемы временной прив зки 26. Схема временной прив зки 26, срабатыва  по переднему фронту каждого импусльса, рыра- батьгеает на своем вьрсоде импульсы; стандартной амплитуды и длительности , которые поступают на вход пересчетной схемы 27. После заполнени  Пересчетной сх емы 27, коэффициент Пересчета k который установлен зарй- нее, k-й импульс вызывает срабатыва0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

нис; однопибратора 28, сигнал которого , усиленный усилителем 29, запускает разр дник 30. Это вызывает падение запирающего напр жени  V на оптическом затворе 23 и его открывание . Длительность импульса одно- вибратора 28 устанавливаетс  такой, чтобы врем , в течение которого оптический затвор 23 открыт, было меньше времени t двойного прохода световым импульсом резонатора ().

При данной базе резонатора работа блока выделени  пучка заданной кратности прохождени  объекта определ етс  суммарной задержкой ( вносимой его отдельными электронными модул ми. При S, ; с схема временной прив зки срабатывает по k-му импульсу , а открьюаиие затвора происходит дл  (k+1)-го. светового импульса. При Zc c-г 2г схема временной прив зки срабатывает по k-му импульсу, А от-, крывание затвора про.исходит дл  (k+2)-ro -импульса   т.д.

Изменение чувствительности измерений происходит путем переключени  . коэффициента пересчета пересчетн ой схемы 27 без какой-либо перестройки оптических элементов интерферометра , что значительно упрощае.т работу с ним и расшир ет его эксплуатационные возможности.

л

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   ч

   Лазерный интерферометр, содержащий оптически св занные импульсный источник когерентного излучени , светоделитель, компенсатор оптичес- . кой разности хода Лучей, объектный канал, включа.ю1ций опт..ические средства расширени  обвектногр пучка, резонатор , размещенный нормально по отношению к оптической оси объектного канала и состо щий из полупрозрачного и полностью отражающего зеркал, параллельных друг другу, опорный канал и расположенные по ходу лучей оптический затвор с блоком управлени , оптические средства расширени  интерферирующих пучков, регистратор интерферограммы, отлича ющий с   тем, что, с целью увеличени  чувствительности измерений беа перестройки- оптических элементов, в.опорный канал интерферометра введены резонатор , база которого и коэффициенты отражени  зеркал равны базе и коэффициентам отражени  соответствен5 . 1/405/4236

   ных зеркал резонатора, размещенногодиненных схемы временной прнв зки,

   в объектном канале, и фотодатчик, вы-пересчетной схемы с переключаемым

   ход которого подключен на вход бло-коэффициентом пересчете, одновибрака управлени  оптическим затвором,тора, усилител , разр дника, выход

   а блок управлени  оптическим эатво-которого соединен с управл ющим

   ром выполнен из последовательно сое-электродом оптического затвора.

   IS С

   ф л

   п

   I гэЙ

   11

   / /3

   Фа9.1

   Фие.2