SU1633272A1 - Интерферометр - Google Patents

Description

(21)4641420/28

(22)25.01.89

(46) 07.03.91. Бюл. № 9 (72) А.Л.Захаров, А.В.Лукин и Л.Т.Мустафина

(53)531.715.1(088.8)

(56)Квантова  электроника, М., 1974, т. 1, If 11, с. 2494-2496.

(54)ИНТЕРФЕРОМЕТР

(57)Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при исследовани х оптических . неоднородностей в прозрачных средах. Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет улучшени  оптических характеристик пучков излучени , уменьшение габаритов и повышение информативности . Излучение лазера расшир ет- с  коллиматором и попадает на первый светоделитель, который направл ет часть излучени  в опорное плечо, где оно образует опорный пучок. Опорный пучок отражаетс  от зеркала, прохоИзобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при исследовани х оптических не- однородностей в прозрачных средах.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет улучшени  оптических характеристик пучков излучени , уменьшение габаритов и повышение информативности.

На фиг. 1 изображен интерферометр; на фиг. 2 - основной коллимирующий объектив интерферометра.

дит плосковогнутую линзу, две плосковыпуклые линзы, еще одну плосковогнутую линзу, третий светоделитель, объектив и попадает на фоторегистратор. Остальное излучение проходит первый светоделитель и попадает в предметное плечо, где оно образует предметный пучок. Предметньй пучок последовательно проходит телескопическую систему увеличени , рабочий объем, телескопическую систему уменьшени  и попадает на второй светоделитель. Часть предметного пучка, пройд  второй светоделитель , попадает в двухкомпонент- ную оборачивающую систему, проходит ее и попадает на второй фоторегистратор , регистрирующий теневую картину. Втора  часть предметного пучка отражаетс  вторым светоделителем, попадает на третий светоделитель, отражаетс  от него, проходит объектив и попадает на фоторегистратор, регистрирующий интерференционную картину. 2 ил.

(Л

Интерферометр содержит лазер 1, установленные по ходу его излучени  коллиматор 2, первый светоделитель 3, формирующий опорное плечо, включающее зеркало 4 и объектив 5, и предметное плечо, включающее соосно установленные телескопическую систему увеличени , состо щую из фокусирующего и основного коллимирующего объективов, телескопическую систему уменьшени , состо щую из основного фокусирующего и коллимирующего объективов, и рабочий

05 СО СО

ю J

объем 6, размещенный между телескопическими системами, второй светоделитель 7, фоторегистратор 8, две плосковогнутые линзы 9 и 10, размещенные в опорном плече между зеркалом 4 и объективом 5 и имеющие угол оЈ клиновид- ности, равный

oi

arcsin --

R

где h

Т

- рассто ние между оптическими ос ми опорного и предметного плечей;

R хр радиус кривизны сферической поверхности плосковогнутых линз 9 и 10, двухкомпонентную оборачивающую систему с компонентами 11 и 12, обладающими общей фокальной плоскостью, размещенную на оси предметного плеча за вторым светоделителем 7, визуализирующую диафрагму 13, размещенную в общей фокальной плоскости компонент 11 и 12 оборачивающей системы, второй фоторегистратор 14, размещенный за оборачивающей системой, и третий светоделитель 15, размещенный между объективом 5 и плосковогнутой линзой 10 опорного плеча, основные коллимигде г

г о 5

n

рассто ние от фокуса основного объектива телескопической системы до поверхности 20 рельефно-фазовой структуры;

толщина плоскопараллельной пластины 18; показатель преломлени  плоскопараллельной пластины 18;

рассто ние от плоской поверхности плоскопараллельной пластины 18 до вершины выпуклой поверхности плосковыпуклой линзы 16; показатель преломлени  плосковыпуклой линзы 16; радиус кривизны сферической поверхности плосковыпуклой линзы 16;

угол, в пределах которого распростран етс  излучение, поступающее на рельефно-фазовую структуру; (j) - угол дифракции излучени  на рельефно-фазовой структуре, св занный с углом to соотно r f

шением

рующий и фокусирующий объективы выполнены двухкомпонентными, состо щими каждый из соосно установленных плоско выпуклой линзы 16 (17), размещенной плоской поверхностью к рабочему объему 6, и плоскопараллельной пластины 18 (19), расположенной со стороны сферической поверхности плосковыпуклой линзы 16 (17), поверхности 20 (21) пластин 18 (19), обращенные к светоделител м 3 (7), выполнены с осесимметричной кольцевой рельефно- фазовой структурой, распределение колец в которой определ етс  соотношением

. - О

Ч cosy

( sin(|0a + n sin1

+ . i R Г, sin nncosyj кр L

n1..nLgbly..

( sinfy +nj- sinj(f

,+rz) Mm ± -1-),

0

5

0

5

0

n sin(t

ft

pm

u

2Kxv

+ sinC| ;

ft радиусы начала и конца m-ro кольца рельефно- фазовой структуры; длина волны;

Q - скважность (отношение периода рельефно-фазовой структуры к ширине кольца (Р;)-(Р;)1);

h - рассто ние между оптическими ос ми опорного и предметного плечей; Oi - угол клиновидности

плосковогнутой линзы 9, сферические поверхности плосковыпуклых линз 16 и 17 установлены в контакте с соответствующими сферическими поверхност ми плосковогнутых линз 9 и 10 и имеют такой же по величине радиус кривизны, третий светоделитель 15 выполнен с одинаковыми коэффициентами отражени  рэ и пропускани  Јj, а коэффициенты отражени  /Э, 5 первого светоделител  3 и ргвторого светоделител  7 св заны соотношением

Р Р ,

:труктурой, распределение колец в которой определ етс  соотношением

Alm)-K)4 + rf +db(sfw- Ч +

cos Ц

R

J2.

(n,- 1-nysinz(f;)2+n2sin2

U;TiBn$

10

i

.Ujtsi-il

v

(nj-Jl-nJJsinty +n sinty

15

20

С

-(r(+ra)fl(m 4 j-),

де (Pm) и (Pm) - радиусы начала и конца m-ro кольца рельефно-Фазовой структуры;

г - рассто ние от фокуса основного объектива телескопической системы до по- 25 верхнеети рельефно- фазовой структуры;

-рассто ние от плоской поверхности плоскопараллельной 30 пластины до вершины выпуклой поверхности плосковыпуклой линзы;

-толщина плоскопараллельной пластины;

-показатель преломлени  плоскопараллельной пластины;

V - угол дифракции из- Q лучени  на рельефно-фазовой структуре , св занный с углом (J соотношением

.35

п

n sin(

А

со 7 угол, в пределах которого распростран етс  излучение, поступающее на рельефно-фазовую структуру i

R „р - радиус кривизны I сферической поверхности плосковыпуклой линзы;

пд - показатель преломлени  плосковыпуклой линзы; ft - длина волнь

Q - скважность (отношение периода рельефно-фазовой структуры к ширине кольца

(р)-(р;)),

сферические поверхности плосковыпуклых линз установлены в контакте с соответствующими сферическими поверхност ми плосковогнутых линз и имеют такой же по величине радиус кривизны, третий светоделитель выполнен с одинаковыми коэффициентами О3отражени  и Сз пропускани , а коэффициенты отражени  0, первого светоделител  и Д второго светоделител  св заны соотношением

р

Р1 тт-р77гТ 27

где и % % коэффициенты пропускани  рельефно-фазовых структур основных кол- лимирующего и фокусирующего объективов.

n sin(

А

р

Р1 тт-р77гТ 27

516

где 2,и / i коэффициенты пропускани  рельефно-фазовых структур основных кол- лимирующего и фокусирующего объективов.

На фиг. 1 показаны также фокусирующий объектив 22 и коллимирующий объектив 23.

Интерферометр работает следующим образом.

Излучение лазера 1 расшир етс  коллиматором 2 и попадает на первый светоделитель 3. Светоделитель 3 направл ет часть излучени  в опорное плечо, где оно образует опорный пучок Опорный пучок отражаетс  от зеркала 4 проходит плосковогнутую линзу 9, плосковыпуклые линзы 16 и 17, плосковогнутую линзу 10, третий светодели- тель 15j объектив 5 и попадает на фоторегистратор 8. Остальное излучение проходит первый светоделитель 3 и попадает в предметное плечо, где оно образует предметный пучок. Предметный пучок проходит телескопическую систему увеличени , состо щую из фокусирующего объектива 22 и основного колли- мирующего объектива, включающего плоско параллельную пластину 18 с по- верхностью 20, имеющей осесимметрич- ную кольцевую рельефно-фазовую структуру , и плосковыпуклую линзу 16, и попадает в рабочий объем 6. Затем предметный пучок проходит телескопическую систему уменьшени , состо щую из основного фокусирующего объектива, включающего плосковыпуклую линзу 17 и плоскопараллельную пластину 19 с поверхностью 21, имеющей осесимметрич- ную кольцевую рельефно-фазовую структуру , и коллимирующего объектива 23. Далее предметный пучок попадает на второй светоделитель 7.

Часть предметного пучка, пройд 

светоделитель 7, попадает в двухком- понентную оборачивающую систему с компонентами 11 и 12 и, пройд  ее компоненты 11 и 12 и визуализирующую ди- афрагму 13, попадает на второй фоторегистратор 14, который регистрирует теневую картину. Втора  часть предметного пучка отражаетс  вторым светоделителем 7, попадает на третий светоделитель 15, отражаетс  от него и, пройд  объектив 5, попадает на фоторегнстратор 8, регистрирующий интерференционную картину, образован

0

5

2

5

20 5 Q 5

5

о

0

26

ную при наложении опорного и предметного пучков.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Интерферометр, содержащий лазер, установленные по ходу его излучени  коллиматор, первый светоделитель, формирующий опорное плечо, включающее зеркало и объектив, и предметное плечо, включающее соосно установленные телескопическую систему увеличени , состо щую из фокусирующего и ос- норного коллимирующего объективов, телескопическую систему уменьшени , состо щую из основного фокусирующего и коллимирующего объективов, и рабочий объем, размещенный между телескопическими системами, второй светоделитель и фоторегистратор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, уменьшени  габаритов и повышени  информативности, он снабжен двум  плосковогнутыми линзами, размещенными в опорном плече между зеркалом и объективом и имеют ми угол ОДклиновидности, равньй

   06 arcsin h/R kp ,

   где h - рассто ние между оптическими ос ми опорного и предметного плечей;

   RKQ- радиус кривизны сферической поверхности плосковогнутых линз,

   двухкомпоьентнон оборачивающей системой , компоненты которой имеют общую фокальную плоскость, размещенной на оси предметного плеча за вторым светоделителем визуализирующей диафрагмой , размещенной в общей фокальной плоскости компонент оборачивающей системы, вторым фоторегистратором, размещенным за оборачивающей системой, и третьим светоделителем, размещенным между объективом и плосковогнутой линзой опорного плеча, основные коллимирующий и фокусирующий объективы выполнены двухкомпонентными, состо щими каждый из соосно установленных плосковыпуклой линзы, размещенной плоской поверхностью к рабочему объему , и плоскопараллельной пластины, расположенной со стороны сферической поверхности плосковыпуклой линзы, поверхности пластин, обращенные к светоделител м , выполнены с осесимметричной кольцевой рельефно-фазовой

   W 18

   /