SU1608507A1 - Method of measuring gradient of refraction index of transparent objects - Google Patents
Method of measuring gradient of refraction index of transparent objects Download PDFInfo
- Publication number
- SU1608507A1 SU1608507A1 SU884467839A SU4467839A SU1608507A1 SU 1608507 A1 SU1608507 A1 SU 1608507A1 SU 884467839 A SU884467839 A SU 884467839A SU 4467839 A SU4467839 A SU 4467839A SU 1608507 A1 SU1608507 A1 SU 1608507A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- plane
- speckle
- analyzer
- sample
- refractive index
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к физической оптике и может быть использовано дл исследовани градиента показател преломлени прозрачных объектов с шероховатой поверхностью в дефектоскопии, оптике рассеивающих сред, оптическом приборостроении и других област х науки и техники. Целью изобретени вл етс повышение точности измерений и расширени класса исследуемых объектов на образцы с шероховатой поверхностью. Дл этого измер ют интенсивность излучени , пропущенного спекл-фотографией совокупности зон коррел ции поверхности исследуемого объекта. В способе используетс запись спекл-фотографии в скрещенных пол ризаторе и анализаторе, облучение полученного транспоранта различно пол ризованными компонентами пол излучени на поверхности объекта, измерение интенсивности, по которой суд т о градиенте показател преломлени прозрачных объектов. 1 ил.The invention relates to physical optics and can be used to study the refractive index gradient of transparent objects with a rough surface in flaw detection, optics of scattering media, optical instrumentation and other areas of science and technology. The aim of the invention is to improve the accuracy of measurements and the expansion of the class of objects under investigation to samples with a rough surface. For this purpose, the intensity of the radiation transmitted by the speckle photograph of the set of zones of correlation of the surface of the object under study is measured. The method uses the recording of speckle photographs in a crossed polarizer and an analyzer, the irradiation of the resulting transposer with differently polarized radiation field components on the object's surface, measuring the intensity, which determines the refractive index gradient of transparent objects. 1 il.
Description
койwhich
ноbut
телtel
проabout
маеMay
то сthen with
оптwholesale
отрden
нос исс рохnose ross
рой излswarm
1зобретение относитс к фйзичес оптике и может быть использовд- 1ЛЯ исследовани градиента показа- преломлени в толще юлнфоэанных фачных стекол, фианитов, пласт- : и т.д., что актуально в дефек- :опии, оптике рассеивающих сред, 1ческом приборостроении и других 1СЛЯХ науки и техники, eль изобретени - повышение точ- ги измерений и расширение класса шдуемых объектов на образцы с ше- )ватой поверхностью. la чертеже приведена схема уст- ;тва, реализующего способ, стройство содержит источник 1 гчени , четвертьволновую пластинку 2, пол ризатор 3, телескопическую систему 4, объект 5, объективыThe invention relates to physical optics and can be used to study the index of refraction in the thickness of open-faceted face glasses, cubic zirconias, plast-, etc., which is important in opium: optic, scattering media optics, first instrument making and other science and technology, inventions - increasing the point of measurement and expanding the class of shaken objects on samples with a wooded surface. la drawing shows a diagram of a device; TWA, which implements the method, the device contains a source of 1 gcheni, a quarter-wave plate 2, a polarizer 3, a telescopic system 4, an object 5, lenses
6 и 7, анализатор 8, спекл-фотогра- фию 9 поверхности объекта, фотоэлектронный приемник 10, 6 and 7, analyzer 8, speckle photo 9 of the object surface, photoelectric receiver 10,
Способ осуществл ют следующим об , разом.The method is carried out as follows.
Источник 1 излучени , например лазер ЛГ-38, формирует одномодовое излучение. Пластинка 2 формирует циркул рную пол ризацию лазерного пучка. Пол ризатор 3 пропускает лазерную волну, плоскость пол ризации которой перпендикул рна плоскости падени . Телескопическа система 4, состо ща из двух объективов и диафрагмы между ними, расшир ет пучок и формируо:A radiation source 1, such as an LG-38 laser, produces single-mode radiation. Plate 2 forms the circular polarization of the laser beam. Polarizer 3 transmits a laser wave whose polarization plane is perpendicular to the plane of incidence. The telescopic system 4, consisting of two lenses and a diaphragm between them, expands the beam and forms:
оabout
0000
елate
ет фронт волны плоским. Эта волна проходит сквозь объект 5, на поверхности которого,формируютс зоны коррел ции . Объектив 6 проецирует когерентное изображение поверхности объекта в плоскости спекл-фотографии 9. Анализатор 8 пропускает световые колебани , плоскость которых совпадает с плоскостью падени . На получен- ную спекл-фотографию поверхности проецируют совокупность зон коррел ции излучени , которое проходит через: анализатор 8, который вращают в пределах углов ориентации оси пропуска- ни О -90 относительно плоскости падени . Объектив 7 концентрирует пропущенный через спекл-фотографию 9 поток на поверхность фотоэлектронного приемника 10. Измер ют зависимост интенсивности пропущенного света системой спекл-фотографи и анализатор от изменени угла ориентации оси пропускани плоскости световых колебаний , В результате получают информа- Цию о градиенте показател преломлени прозрачного образца с шероховатой поверхностью раздела двух сред. В процессе распространени плоского волнового фронта линейно пол ри- зованного излучени в слое вещества с градиентом показател преломлени Р(п ) возникает эллиптически пол ризованна компонента в прошедщем потоке лазерного излучени . Величины эллиптичности и азимута пол ризации световой волны Д в локальном участке объекта св заны с локальным значением градиента показател преломлени п1The wave front is flat. This wave passes through object 5, on the surface of which, correlation zones are formed. Lens 6 projects a coherent image of the object's surface in the plane of speckle photograph 9. Analyzer 8 transmits light oscillations whose plane coincides with the plane of incidence. The resulting speckle photograph of the surface is projected by a set of radiation correlation zones that passes through: analyzer 8, which is rotated within the angles of orientation of the axis of the O-90 transmission relative to the plane of incidence. Lens 7 concentrates the flux transmitted through the speckle photograph 9 to the surface of the photoelectric receiver 10. Measurement of the intensity of the transmitted light by the speckle photograph system and the analyzer on changes in the orientation angle of the transmission axis of the light oscillation plane is obtained. with a rough interface between two environments. In the process of propagation of a plane wave front of linearly polarized radiation in the layer of matter with a gradient of the refractive index P (n), an elliptically polarized component arises in the transmitted laser radiation flux. The magnitudes of the ellipticity and azimuth of the polarization of the light wave D in the local part of the object are related to the local value of the refractive index gradient n1
соотношениемby ratio
,. А Wj 1 V рГ hj , And wj 1 v rg hj
Интенсивность световых колебаний в пределах зоны коррел ции, измер ема в ситуации скрещенных пол ризатора и анализатора, описываетс выражениемThe intensity of light fluctuations within the correlation zone, measured in a situation of a crossed polarizer and analyzer, is described by the expression
I; f-sin2.(),I; f-sin2. (),
5 0 5 n 5 0 5 n
5five
00
где об ориентаци оси пропускани анализатора относительно плоскости падени . Градиент показател преломлени прозрачного образца с шероховатой поверхностью рассчитываетс из уравнени вида соwhere is the orientation of the axis of the analyzer relative to the plane of incidence. The refractive index gradient of a transparent sample with a rough surface is calculated from the equation
Р(п ) n dn Ql(o6), P (p) n dn Ql (o6),
I , .I,.
где Р(п ) - распределение локальных значений градиента показател преломлени по всей площади образца;where P (p) is the distribution of local values of the gradient of the refractive index over the entire sample area;
I(pt) - интенсивность излучени , прощедшего через спекл- фотографию зон коррел ции шероховатой поверхности;I (pt) is the intensity of the radiation that has passed through the speckle photograph of the correlation zones of the rough surface;
Q - коэффициент пропорциональности , определ емый аналитически по следующему алгоритму: „00 ЛПгQ - proportionality coefficient, determined analytically by the following algorithm: „00 LPG
4f 4f
о с about with
-pi P dp;)j , -pi P dp;) j,
где f(h) и R(p;) - веро тностные распределени высот микронеровностей и азимутов пол ризации зон коррел ции , имеющие вид.where f (h) and R (p;) are the probability distributions of the heights of the asperities and azimuths of the polarization of the correlation zones, having the form.
1 one
f(h) f (h)
лК h.lk h.
где СО , и А; - соответственно эллиптичность и азимут пол ри- зации световой волны; - длина волны освещающегоwhere CO, and A; - respectively, the ellipticity and azimuth of the polarization of the light wave; - wavelength illuminating
света; h j - высота микронеровностиSveta; h j - the height of microroughness
шероховатой поверхности прозрачного объекта.rough surface of a transparent object.
В результате статистической модул ции лазерной волны по всей площади образца, на шероховатой поверхности раздела двух сред формируетс ан- самбль зон коррел ции со статистически распределенными параметрами и, и п; .As a result of the statistical modulation of the laser wave over the entire sample area, an ensemble of correlation zones with statistically distributed parameters and, and n is formed on the rough interface of two media; .
R(R (
р,-)R,-)
3-, . д3-,. d
п1 2 l(P1 2 l (
f f
xtgpi Ctg fi;) е } где hg - среднее значение высоты миxtgpi Ctg fi;) e} where hg is the mean value of the height mi
ронеровностей;irregularities;
п - показатель преломлени вещества объекта.n is the refractive index of the substance of the object.
Поэтому по измеренной интенсивности I(ot) света, пропущенного спек фотографией зон коррел ции щерохо - ватой поверхности при различных ори- ентаци х оси пропускани анализатора , можно однозначно определ ть гра 1Therefore, based on the measured intensity I (ot) of light transmitted by the spectrum with the photograph of the correlation zones of the rough surface with different orientations of the axis of the analyzer, it is possible to uniquely determine the gradient 1
диент показател преломлени проз- (рашых объектов с шероховатой поверх .нортью раздела двух сред.Dent is the index of refraction of pro- (large objects with a rough surface above the interface between two media.
Предлагаемый способ расшир ет воз мощности измерени градиента показа- тел преломлени в прозрачных образца; с с шероховатой поверхностью, что вл етс недостижимым в известном способе,а также позвол ет проводить бо- точные измерени этого параметра, поскольку точность измерени интенсивности составл ет величину 0,05%. Сле- доьательно, способ позвол ет проводить измерени градиента показател преломлени на 2-3 пор дка вьше точности , достигаемой в известном спо- соСе, т.е. возможно измерение локального значени градиента показател преломлени прозрачного образца до величины - 10 .The proposed method expands the power of measuring the gradient of the refractive index in the transparent sample; With a rough surface, which is unattainable in the known method, and also allows for the use of inaccurate measurements of this parameter, since the accuracy of the intensity measurement is 0.05%. Consequently, the method permits measurements of the refractive index gradient 2-3 times higher than the accuracy achieved in a known method, i.e. it is possible to measure the local value of the refractive index gradient of a transparent sample to a value of - 10.
Ф оF o
рмула изобретени rmula of invention
тел1tel1
Способ измерени градиента показа- преломлени прозрачных объектов, включающий облучение исследуемого образца лазерным излучением, проеци- ров1ние пол рассе нного образцом изл гчени в плоскость фотосло , регистрацию спекл-фотографии этого A method for measuring the gradient of the refraction of transparent objects, including the irradiation of the sample under study with laser radiation, the projection of the field of a diffuse sample of radiation into the plane of the photo layer, the recording of a speckle photograph of this
/ 2 3 ;/ 2 3;
085076085076
л , зондирование спекл-фотографии лазерным излучением и регистрацию ; прошедшего через нее лазерного излу- чени , отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений и расширени класса исследуемых объектов на образцы с шероховатой поверхностью, облучают исслеJO дуемый образец коллимированным лазерным излучением, плоскость колебаний вектора электрической напр женности которого перпендикул рна плоскости падени , проецируют поле рас15 се нного образцом излучени в плоскость фотосло через анализатор, ось пропускани которого совпадает с плоскостью падени , зондирование зарегистрированной спекл-фотографии осу20 ществл ют путем проецировани на нее когерентного изображени поверхности объекта, образованного зонами его коррел ции, через анализатор, который вращают на угол О - 90 относи25 тельно плоскости падени , а при регистрации измер ют зависимость интенсивности излучени , прошедшего спекл-фотографию, от угла поворота анализатора, по которой рассчитыва30 ют градиент показател преломлени прозрачных объектов.l, sounding speckle photographs by laser radiation and recording; laser radiation transmitted through it, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy and expand the class of objects to be examined on samples with a rough surface, irradiate the sample being examined with collimated laser radiation, the plane of oscillation of the vector of electric intensity perpendicular to the plane of incidence is projected the field of radiation scattered by the sample into the photollo plane through the analyzer, whose transmission axis coincides with the plane of incidence, the sounding of the registered The speckle photographs are taken by projecting onto it a coherent image of the surface of an object formed by its correlation zones through an analyzer that is rotated through an angle O - 90 relative to the plane of incidence, and during recording the dependence of the radiation intensity passed through the speckle photograph, measured from the angle of rotation of the analyzer, by which the gradient of the refractive index of transparent objects is calculated.
JOJO
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884467839A SU1608507A1 (en) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Method of measuring gradient of refraction index of transparent objects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884467839A SU1608507A1 (en) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Method of measuring gradient of refraction index of transparent objects |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1608507A1 true SU1608507A1 (en) | 1990-11-23 |
Family
ID=21392858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884467839A SU1608507A1 (en) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Method of measuring gradient of refraction index of transparent objects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1608507A1 (en) |
-
1988
- 1988-07-29 SU SU884467839A patent/SU1608507A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ифр НИ€ I роме 367 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0152834B1 (en) | Apparatus for automatic measurement of stress in a transparent body by means of scattered light | |
Rothen | The ellipsometer, an apparatus to measure thicknesses of thin surface films | |
CN108020504B (en) | Optical measuring instrument based on quantum weak measurement and method for measuring and analyzing refractive index, optical rotation spectrum and chiral molecule enantiomer content of sample | |
CN105352915A (en) | Refractive index two-dimensional distribution dynamic measurement method | |
US4171910A (en) | Retroreflectance measurement system | |
SU1608507A1 (en) | Method of measuring gradient of refraction index of transparent objects | |
US3286581A (en) | Method and apparatus for determining surface birefringences in a transparent material employing a prism place adjacent to the surface | |
JP3131242B2 (en) | Method of measuring incident angle of light beam, measuring device and method of using the device for distance measurement | |
CN111854984A (en) | Interferometer for measuring liquid crystal transmission wavefront | |
US2995060A (en) | Apparatus for the optical determination of stresses | |
SU1582005A1 (en) | Method of determining distribution of steepness of irregularities of flat rough object | |
RU2045039C1 (en) | Refractive index measurement technique for condensed media | |
SU1670542A1 (en) | Method of measuring angles of refraction | |
JPS6236110Y2 (en) | ||
Löschke | Microscopy with an ellipsometric arrangement | |
SU1567882A1 (en) | Method of determining function of distribution of heights and angles of turn of rough surface | |
CA2320850C (en) | Linear conoscopic holography | |
Birch et al. | A stable interferometer supporting system | |
SU1744457A1 (en) | Method of estimating distribution of steepness of microunevennesses in rough surface | |
RU1119402C (en) | Method of measuring increment of optically anisotropic crystals in crystallizer | |
SU1456778A1 (en) | Method of measuring function of distribution of slope angles of microroughness of rough surface | |
Miller et al. | Polarization-dependent measurements of light scattering in sea ice | |
RU2062978C1 (en) | Method for measuring geometric characteristics of objects | |
RU2275592C2 (en) | Polarization interferometer | |
SU1140082A1 (en) | Method of determination of orientation of flat non-uniformities of refractive index in transparent monocrystals |