SU1675661A1

SU1675661A1 - Holographic interferometer

Info

Publication number: SU1675661A1
Application number: SU894767438A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Геннадьевич Махмутов
Original assignee: Симферопольский филиал Днепропетровского инженерно-строительного института
Priority date: 1989-10-31
Filing date: 1989-10-31
Publication date: 1991-09-07

Abstract

Изобретение относитс к оптическому приборостроению и может найти применение при исследовании фазовых неодно- родностей методом логарифмической интерферометрии. Целью изобретени вл етс расширение размеров исследуемой области объекта за счет устранени экранировани рабочего пол интерферометра. Излучение от лазера преобразуетс конденсором в сферическую волну, котора частично отражаетс контротражателем, выполненным в виде объектива, и коллими- руетс зеркалом осветительной системы. После прохождени рабочей зоны, в которой помещен фазовый объект, излучение попадает в приемную систему, состо щую из зеркала 6 и контротражател -объектива 7, после которой посредством окул ра 8 оно регистрируетс на голограмме в блоке 9. 2 ил.The invention relates to optical instrumentation and can be used in the study of phase inhomogeneities using logarithmic interferometry. The aim of the invention is to expand the size of the object area under study by eliminating the shielding of the working field of the interferometer. The radiation from the laser is converted by the condenser into a spherical wave, which is partially reflected by the counter-reflector, made in the form of an objective, and collimated by a mirror of the lighting system. After passing through the working zone in which the phase object is placed, the radiation enters the receiving system consisting of a mirror 6 and a counterreflector lens 7, after which it is recorded by means of an ocular 8 on a hologram in block 9. 2 ill.

Description

Изобретение относитс к оптическому приборостроению, более конкретно к голо- графическим интерферометрам дл исследовани фазовых неоднородностей, и может найти применение дл визуализации потоков в аэрогидромеханике, тепломассопереносе, неразрушающем контроле и аналогичных област х, особенно при исследовании объектов крупных размеров .The invention relates to optical instrumentation, more specifically to holographic interferometers for studying phase inhomogeneities, and can be used for visualizing flows in aerohydromechanics, heat and mass transfer, non-destructive testing and similar areas, especially when studying large-sized objects.

Целью изобретени вл етс расширение диапазона размеров исследуемой области объекта за счет устранени экранировани рабочего пол интерферометра.The aim of the invention is to expand the size range of the object area being studied by eliminating the screening of the working field of the interferometer.

На фиг.1 и 2 представлены схемы интерферометра с ходом лучей в осветительной и приемной системах соответственно, дл общего случа центрированных систем с радиусами разной кривизны сферических зернах и контротражателей.Figures 1 and 2 show interferometer circuits with the course of rays in the illumination and receiving systems, respectively, for the general case of centered systems with radii of different curvature of spherical grains and counter reflectors.

Интерферометр содержит источник 1 когерентного излучени (лазер), конденсор- микрообъектив 2, точечную диафрагму 3. контротражатель-объектив 4 в осветительной системе, сферические зеркала 5 и 6 в осветительной и приемной системах соответственно , контротражатель-объектив 7 в приемной системе, окул р 8, блок 9 регистрации голограмм и линзу 10 дл сопр жени плоскости изображени центральной зоны с плоскостью голограммы в блоке 9.The interferometer contains a source of coherent radiation 1 (laser), a microscope condenser 2, aperture 3. a counter-reflector-lens 4 in the lighting system, spherical mirrors 5 and 6 in the lighting and receiving systems, respectively, a counter-reflector-lens 7 in the receiving system, an eye 8 , a hologram registration unit 9 and a lens 10 for matching the image plane of the central zone with the hologram plane in block 9.

Интерферометр работает следующим образом.The interferometer works as follows.

Излучение лазера преобразуетс кон- денсором-ммкрообъективом 2 в сферическую волну и очищаетс диафрагмой 3, последовательно отражаетс с изменением радиуса кривизны от частично прозрачной поверхности контротражател -объектива 4 и коллимируетс зеркалом 5. Отраженна The laser radiation is converted by the mm-lens condenser 2 into a spherical wave and cleaned by the diaphragm 3, is consistently reflected with a change in the radius of curvature from the partially transparent surface of the contrathragm lens 4 and reflected by the mirror 5. Reflected

ОABOUT

ч слh cl

OsOs

оabout

компонента излучени просвечивает рабочее поле интерферометра коллимирован- ным световым потоком с сечением в виде кольца, центр которого заполнен компонентой излучени , преломленной и сколлими- рованной контротражагелем-объективом 4 Радиус кривизны отражающей поверхности по этого объектива задаетс конструкцией осветительной системы, радиус Г20 неотражающей поверхности определ етс по формуле тонкой линзыThe radiation component shines the working field of the interferometer with a collimated light flux with a cross section in the form of a ring whose center is filled with the radiation component refracted and collated by the counter-irradiation lens 4 according to the formula of a thin lens

1/fo-(1-nXl/ri()-1/f20),1 / fo- (1-nXl / ri () - 1 / f20),

где f0 d +6, d - рассто ние между зеркалом 5 и контротражателем-объективом 4; д- величина выноса фокуса системы; п - показатель преломлени материала объектива.where f0 d +6, d is the distance between the mirror 5 and the counter-reflector-lens 4; d - the magnitude of the removal of the focus system; n is the refractive index of the lens material.

Ход лучей в приемной системе отраженной компоненты излучени обратен рассмотренному . В плоскости окул ра 8 эта компонента образует кольцо с фокусом, совпадающим с фокусом Fnc приемной системы . Дл заполнени центра кольца преломленной контротражателем-объективом 7 компонентой излучени фокусное рассто ние его принимаетс равнымThe course of the rays in the receiving system of the reflected radiation component is inverse to that considered. In the plane of the ocular 8, this component forms a ring with a focus coinciding with the focus Fnc of the receiving system. In order to fill the center of the ring with the component of radiation refracted by the counter-reflector-lens 7, its focal distance is taken equal to

fn1 d + д + А ,fn1 d + d + A,

где Д - рассто ние между фокусом приемной системы и вторым фокусом окул ра, а радиус Пп неотражающей поверхности также определ етс по формуле тонкой линзы: 1/fn1 (1-пХ1/Пп - 1/гап), где Г2п - радиус отражающей поверхности,where D is the distance between the focus of the receiving system and the second focus of the ocular, and the radius Pn of the non-reflective surface is also determined by the thin lens formula: 1 / fn1 (1-nX1 / Pn-1 / gap), where G2n is the radius of the reflecting surface,

Дл равной освещенности плоскости изображени коэффициенты отражени контротражателей выбираютс пропорционально площад м сферических зеркал и контротражателей.For equal illumination of the image plane, the reflectors of the reflectors are chosen in proportion to the areas of the spherical mirrors and the reflectors.

Блок 9 регистрации голограмм содержит элемент дл преобразовани объектного пучка в опорный, например, диффузным отражателем, расположенным за регистрирующей средой. В этом случае при регистрации голограммы интерферируютThe hologram registration unit 9 contains an element for converting an object beam into a reference, for example, a diffuse reflector located behind the recording medium. In this case, when registering a hologram interfere

взаимно когерентные компоненты объектного и опорного лучков, чем устран етс разность хода разных зон объектного пучка. Дл сопр жени плоскости изображени центральной зоны объектного пучка с плоскостью голограммы введена линза 10.mutually coherent components of the object and reference beams, thus eliminating the path difference between different zones of the object beam. To match the image plane of the central zone of the object beam with the hologram plane, a lens 10 is inserted.

Преимуществом предложенного интерферометра вл етс большое относительное отверстие сферических зеркал и устранение сферической аберрации при использовании зеркально-линзовых систем Кассегрена-Максутова, контротражающа поверхность менисков в которых выполн етс частично прозрачной и дополн етс вторым компонентом, расчет которого производитс аналогично определению радиусов кривизны в двухзеркальных системах. Приемную часть интерферометра такой системы возможно использовать в качестве телеобъектива.The advantage of the proposed interferometer is the large relative aperture of spherical mirrors and the elimination of spherical aberration using Cassegrain-Maksutov mirror-lens systems, the counter-reflecting surface of the menisci which is partially transparent and complemented by a second component, which is calculated similarly to determining the curvature radii in two-mirror systems. The receiving part of the interferometer of such a system can be used as a telephoto lens.

Claims

Invention Formula

A holographic interferometer containing a coherent radiation source, a condenser-microscope lens, an illumination and a receiving system arranged in the form of spherical mirrors and contrareflectors, an ocular and a hologram recording unit with the aim of expanding the size range of the object area being studied, the contrashers are made in the form of lenses, one of the surfaces of each of which is partially transparent, and installed confocally with the condenser and the ocular, respectively, ocular configured bifoka- tional.

FIG. 2