SU520507A1 - The device of interference measurement of the projection of the vector of movement of the surface of a diffuse-reflective object - Google Patents
The device of interference measurement of the projection of the vector of movement of the surface of a diffuse-reflective objectInfo
- Publication number
- SU520507A1 SU520507A1 SU2109644A SU2109644A SU520507A1 SU 520507 A1 SU520507 A1 SU 520507A1 SU 2109644 A SU2109644 A SU 2109644A SU 2109644 A SU2109644 A SU 2109644A SU 520507 A1 SU520507 A1 SU 520507A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- channels
- projection
- diffuse
- channel
- beams
- Prior art date
Links
Landscapes
- Holo Graphy (AREA)
Description
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТ-ЕРФЕРЕП-ЩИОНМОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПРОЕКЦИИ(54) DEVICE FOR INT-ERFEREP-SIZE PROJECTION MEASUREMENT
ВЕКТОРА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОВЕРХН(Х;ТИ ДИФФУЗНО; - рТРАЖАЮЩЕГОVECTORS OF DISPLACEMENT OF SURFACES (X; TI DIFFUSIVE; - DANGERING
ОБЪЕКТА одной из них пози-гав и механически совмещают с другим негативом, что приводит к погрешност м из-за неточ.ого совмеше1ш . Ближайшим техническим решением к предложенному вл етс устройство интерфе ренционного измерени проекции вектора перемещени поверхности диффузно-отражак щего объекта, содержащее источник когерент кого излучени , одноканальную систему освещени объекта и двухканальную систему записи информации, каждый канал которой содержит диафрагму, фокус рующий элемент 41 приемник излучени {С. Введение двухканальной системы записи информации позвол ет получать голограммы интенсивности с несущей пространственной частотой и раздел ть при восстановлении отдельные пор дки дифрагированных волновых полей. В результате этого исчезает зависимость кон рраста интерференционной картины на восстановленном изображении от коэффициента контрастности фотоэмульсии, что увеличивае точность измерени . Недостатком описанного устройства вл етс невысока чувствительность . Цель изобретени - повышение чувствите льности устройства. Поставленна цель достигаетс благчада- р тому, что в один из каналов освещени объекта введен оптический элемент, обеспе- чивающий вращение плоскости пол ризации освещающего излучени , в кшккый канал системы записи информации введен ана/шза- тор, и в один из каналов системы записи информации введен оптический элемент, обес печивающий вращение плоскости пол ризации отрал енного излучени , На чертеже показана принципиальна оптачейка схема предложенного устройства. Источник когерентного излучени и двухканальна система освещени исследуемого объекта 1 по направлени м 2 и 3 не показаны . Система записи информации состоит нз двух каналов, расположенных, в направле . аи х 4 и 5. Каждый канал I содержит диафрагму- атверст1и 6 и 7 в непрозрачном экране 8, фокусирующий элемент 9 представ- Л ющий собою опт}гческую систему (объектив или линзу) и приемник излучени 10, вл ющийс квадратичным детектором, например фсггопластинку. В один из каналов освещеш1 введен оптический лемент 11, обеспечивающий вращение плоскости пол рное 1ииосвеюаюшегоизлучени {например, полу- ; волнова пластинка). В каждь Й кааал системы записи информации введен анализатор 12 и 13, и в один из этих каналов введен шттический элемент 14, обеспечивающий вр ение плоскости пол ризации отраженного злучени . В процессе работы деухканальна система свещени исследуем ого объекта обеспечивает оллимированное освешение по нaпpaвлeни t н 3. Так как оба обеспечивающих пучка бразованы излучением от одного и того же когерентного источника, они поп ризовшгы в одной и той же плоскости, что показано на фиг. 1 стрелками, пересекающими направлени 2 и 3., После прохождени освещающего излучени через оптический элемент 11 плоскость пол ризации освещающего излучени в одном из каналов измен етс на ортогональную , котора показана на чертеже точкой. Ввиду диффузного рассе ни освещающего излучени в каждом из направле шй 4 и 5 распростргш ютс одновременно по два пучка со взаимно ортогональными пол ризаци ми . Анализаторы 12 и 13 пропускают излучение одного направлени пол ризации, так что в калсдом из каналов распростран етс только по одному пучку, пол ризации этих пучков взаимно ортогональны. Оптический элемент 14 обеспечивает вращение плоскости пол ризации одного из пучков так, что она становитс ортогональной по отношению к своему первоначаль ному положению и параллельной по отношению к пучку в другом канале, в резул тате чего пучки в различных каналах станов тс когерентными и по пол ризации и образуют интерференционную картину в плоскости регистратора. Использу метод двух эксЬозиций и прикладыва к объекту деформирую- |лую нагрузку, на восстановленном изобраkeHHH получают интерференционную кйртину, {тредставл юшую собой изолинии проекции вектора перемещени поверхности диффузно-отражающего объекта на направление, перпенди{сул рно биссектрисе утла между направлени ми 2 и 3 . Сравним предложенное устройство с аналогом и прототипом по чувствительности и точностным характеристикам. В ана- логе используетс двухканальное освеще- ние исследуемого объекта и одноканальна система записи информации, распол- женна симетрично оптической оси, отсутствуют также элементы 11-14. Интерферограм- ма на восстановленном изображении описЫваетс уравне1шем; Д|г 2sm| - N.Ai (1) - fгдеЛГ - проекци вектора перемещени на направление, перпендикул рное оптической оси:, -угол между оптической осью и ; направлени ми освеще1ш объекта N The OBJECT of one of them is positioned and mechanically combined with another negative, which leads to inaccuracies due to inaccurate combination. The closest technical solution proposed is an interference measurement device for the projection of the surface displacement vector of a diffuse reflecting object, containing a coherent radiation source, a single-channel object lighting system and a two-channel information recording system, each channel of which contains a diaphragm, focusing element 41, radiation receiver { WITH. The introduction of a two-channel information recording system makes it possible to obtain intensity holograms with a carrier spatial frequency and, when reconstructing, separate orders of diffracted wave fields are separated. As a result, the dependence of the contrast of the interference pattern on the reconstructed image on the contrast ratio of the emulsion disappears, which increases the measurement accuracy. The disadvantage of the described device is low sensitivity. The purpose of the invention is to enhance the sensibility of the device. This goal is achieved due to the fact that an optical element is inserted into one of the illumination channels of the object, providing rotation of the polarization plane of the illuminating radiation, an ana / shzator is inserted into the channel of the information recording system, and one of the channels of the information recording system An optical element is introduced that ensures the rotation of the polarization plane of the detached radiation. The drawing shows the principal diagram of the proposed device. The source of coherent radiation and the two-channel illumination system of the object under study 1 in directions 2 and 3 are not shown. The information recording system consists of two channels located in the direction. Ai x 4 and 5. Each channel I contains aperture 6 and 7 in an opaque screen 8, the focusing element 9 representing the optical system (lens or lens) and the radiation receiver 10, which is a quadratic detector, for example, a fsgoplate plate . An optical element 11 is introduced into one of the channels to illuminate1, which provides for the rotation of the plane of the polar and radiated radiation {for example, semi-; wave plate). An analyzer 12 and 13 is inserted into each data frame of the information recording system, and the sttictic element 14 is inserted into one of these channels, which ensures that the polarization plane of the reflected radiation is real. In the process of operation, the deukhkanal system of shading an object under investigation provides ollimated reflux by direction T n 3. Since both of the providing beams are irradiated from the same coherent source, they are located in the same plane, as shown in FIG. 1 by the arrows crossing the directions 2 and 3. After passing the illuminating radiation through the optical element 11, the polarization plane of the illuminating radiation in one of the channels changes to orthogonal, which is shown by a dot in the drawing. Due to the diffuse scattering of the illuminating radiation, in each of the directions 4 and 5, two beams simultaneously propagate with mutually orthogonal polarizations. Analyzers 12 and 13 transmit the radiation of one direction of polarization, so that only one beam spreads out of the channels from the channels, the polarizations of these beams are mutually orthogonal. The optical element 14 rotates the plane of polarization of one of the beams so that it becomes orthogonal with respect to its original position and parallel with the beam in the other channel, resulting in the beams in different channels becoming coherent and polarized and form an interference pattern in the plane of the recorder. Using the method of two exposures and applying a deforming load to the object, interference image is obtained on the reconstructed image HHH, {this represents the isolines of the projection of the displacement vector surface of the diffuse-reflecting object in the direction perpendicular {symmetrical to the bisector between the directions 2 and 3. Let's compare the proposed device with the analogue and the prototype in terms of sensitivity and accuracy characteristics. The analogue uses two-channel illumination of the object under study and a single-channel information recording system, which is located symmetrically to the optical axis, and elements 11–14 are also absent. The interferogram on the reconstructed image is described by an equation; D | r 2sm | - N.Ai (1) - f decL - projection of the displacement vector on the direction perpendicular to the optical axis: - the angle between the optical axis and; directions of illumination of object N
|р дковый номер интерфере1щиоиной полосы, ; А -Д:ШНа волны.| rd number of interchip band,; A-D: SHNa waves.
|При чувствительности, определ емой уело|вием образовани одной интерференционной полосы, можно замеритьWith a sensitivity determined by the detection of the formation of a single interference band, one can measure
VasinjiVasinji
4Г,4G
С2)C2)
при освещении по касательной к поверхности (макисмальна теоретическа чувст вительность) : 5iriji l, 4fx 2-when illuminated tangentially to the surface (maximum theoretical sensitivity): 5iriji l, 4fx 2-
В голографической интерферометрии при освещении нормально к поверхности и на блюдении по касательной к ней (максимальна теоретическа чувствительность idf . . Таким образом, чувствительность аналога превышает чувствительность 1 олографического интерферометра, но точ ность измерени неудовлетворительна.In holographic interferometry with illumination normal to the surface and observation tangentially to it (the theoretical maximum sensitivity is idf.. Thus, the analog sensitivity exceeds the sensitivity of 1 olographic interferometer, but the measurement accuracy is unsatisfactory.
В прототипе используют одноканальную систему освещени объекта и двухканальную систему записи информации (один из освещающих пучков и элементы отсутствуют ) . Интерферограмма на восстановленном изображении описываетс уравнением:In the prototype, a single-channel object lighting system and a two-channel information recording system are used (one of the illuminating beams and elements are missing). The interferogram on the reconstructed image is described by the equation:
, (3) , (3)
где «/. -угол между оптической осью и направлени ми 4 и 5. Действующий диаметр оптической системы ограничивает угол е , а следовательно, и чувствительность устройства . Известно, что качественные объек тивы имеют отношение диаметра к фокусу не более 1:1,5, что при фотографированииwhere "/. The angle between the optical axis and directions 4 and 5. The effective diameter of the optical system limits the angle e, and hence the sensitivity of the device. It is known that quality objects have a diameter to focus ratio of not more than 1: 1.5, which when photographing
в масштабе 1:1 даетon a scale of 1: 1 gives
SlncC -|- и при М «1,ЛИх ЗЛ.SlncC - | - and with M «1, LIH ZL.
Таким образом, хот точность прототипа выше, но чувствительность хуже, чем у аналога и голографического интерферомет ра.Thus, although the accuracy of the prototype is higher, the sensitivity is worse than that of the analog and the holographic interferometer.
; Отметим, что механическое объединение одно устройство двухканальной системы {освещени объекта и двухканальной систе- |мы записи информации не приводит к повы- щению чувствительности. Действительно, если бы объект освещалс по двум кан&лам излучением, когерантным также и по пол ризащш (элементы 11-14 тогда бы отсутствовали), то в результате диффузного рассе ни на поверэшости объекта освещающих пучков по каждому из каналов 4 и S распростран лись бы по два пучка. В {Процессе аалиси голограмма интенсивноо;ти была бы образована интерференцией четырех пучков. При записи методом двойной экспозищю с приложением к исследуемому объекту между экспозицией деформирующей нагрузки о изображении, восстановленном; Note that the mechanical combination of one device of a two-channel system {illumination of an object and a two-channel system of recording information does not lead to an increase in sensitivity. Indeed, if the object was illuminated by two channels & lam radiation, coherent and also polarized (elements 11-14, then would be absent), as a result of diffuse scattering on the object's height of the illuminating beams along each of the channels 4 and S two bunches. In the Aalisi Process, a hologram would be intense; they would be formed by the interference of four beams. When recording by the double exposure method with an application to the object under study between the exposure of the deforming load of the image restored
в нулевых пор дках .дифрак1ши, суммарна 1интерференцио1ша картина была бы oбpa oвaна интерференцией четырех пар пучков. Как показывает подробный расчет такой интер- ференции , в итоге на сильном мешающем фоне наблюдалась бы малоконтрастна интерференционна картина, описываема уравнением (3).in the zero order of the diffraction pattern, the total 1interference pattern would be divided by the interference of four pairs of beams. As a detailed calculation of such an interference shows, as a result, a low-contrast interference pattern described by equation (3) would be observed on a strong interfering background.
Введением оптических элементов 11-14 из четырех отраженных пучков выдел ют два, прошедших по каналам 2-4 и 3-5 (или по каналам 2-5 и 3-4, если помен ть местами анализаторы 12 ij 13), что обеспечивает высокий контраст интерференционных полос на восстановленном изображении. Интерферограмма описываетс выражением;Introducing optical elements 11–14 from four reflected beams separate two that passed through channels 2–4 and 3–5 (or through channels 2–5 and 3–4, if the analyzers 12 and 13 are interchanged), which provides a high contrast interference fringes on the reconstructed image. The interferogram is described by the expression;
Arx(sm i:sinj)«(,) (Ц)Arx (sm i: sinj) "(,) (C)
где знак + или - соответствуют интерференционной картине, образованной пучками, par простран вшимис по каналам 2-4 и 3-5 или 2-5 и 3-4. Максимальна чувствитель ность в этом сдачае (при 51Пв(1 Sinjb l ) соответствует 7 интерференционную полосу, что превосходит чувствительность Голографических интерферометров, аналога и прототипа.where the + or - sign corresponds to the interference pattern formed by the beams, par spaces through channels 2-4 and 3-5, or 2-5 and 3-4. The maximum sensitivity in this transfer (at 51Pv (1 Sinjb l) corresponds to 7 interference fringes, which exceeds the sensitivity of the Holographic interferometers, the analog and the prototype.
Возможны два варианта устройства, привод щие к достижению поставленной цели, There are two possible variants of the device, leading to the achievement of the goal,
но обладающие некоторыми недостатками пО сравнению с описанным.but with some drawbacks compared with that described.
В первом варианте два канала, используемых дл записи информации, получают делением не по волновому фронту, как в описанJHOM устройстве, а делением по амплитуде с помощью дифракционной решетки, помещенной в плоскость изображени объекта, предварительно построенного по одному каналу вспомогательной оптической системой . Интерферограмма на восстановленном изображении описываетс уравнением (1). По сравнению с предложенным устройством, в этом варианте интенсивность света, падак щего на квадратичный детектор, уменьшит-, |с в 1 / Д раз, где Д-дифракционна эффективность решетки кроме тогх), как видно из сравнени уравнений (1) и (4), нескопысо уменьшаетс чувствительность,In the first variant, two channels used to record information are obtained by dividing not by the wave front, as described by the JHOM device, but by dividing by amplitude using a diffraction grating placed in the image plane of an object previously built on one channel by an auxiliary optical system. The interferogram in the reconstructed image is described by equation (1). Compared with the proposed device, in this embodiment, the intensity of the light, falling on a quadratic detector, will decrease by 1 / D times, where D is the diffraction efficiency of the lattice except for togs), as can be seen from a comparison of equations (1) and (4) ), neskopyso sensitivity decreases,
Во втором варианте устройства как дп освещени , так дл построени записи иопользуют два канала, оптические элементы 11-14 отсутствуют, вместо этого врем каждой из экспозиций разбивают на два равных интервала, между KOTOpbiNoi соответс-рвующими оптическ1ши элементами фазу одного из освещающих пучков мен ют , а одного из пучков, используемых дл . , на-Л . Голограмма интенсивности оказываетс записашшй с добавлешюм посто нного фона, что приводвт к снижекнк} ее дщф ракционной эффективноста и сеютветсй енно арксюти вос зтановпенного изображени .In the second version of the device, both dp lighting and recording channels use two channels, optical elements 11-14 are absent, instead, the time of each of the exposures is divided into two equal intervals, between KOTOpbiNoi and the corresponding optical elements change the phase of one of the illuminating beams, and one of the beams used for dl. , on-l. The intensity hologram turns out to be recorded with the addition of a constant background, which leads to a decrease in its efficiency and is swayed well by the arksyuti of the recovered image.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU2109644A SU520507A1 (en) | 1975-03-03 | 1975-03-03 | The device of interference measurement of the projection of the vector of movement of the surface of a diffuse-reflective object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU2109644A SU520507A1 (en) | 1975-03-03 | 1975-03-03 | The device of interference measurement of the projection of the vector of movement of the surface of a diffuse-reflective object |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU520507A1 true SU520507A1 (en) | 1976-07-05 |
Family
ID=20611503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU2109644A SU520507A1 (en) | 1975-03-03 | 1975-03-03 | The device of interference measurement of the projection of the vector of movement of the surface of a diffuse-reflective object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU520507A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4764014A (en) * | 1982-12-20 | 1988-08-16 | International Business Machines Corporation | Interferometric measuring methods for surfaces |
-
1975
- 1975-03-03 SU SU2109644A patent/SU520507A1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4764014A (en) * | 1982-12-20 | 1988-08-16 | International Business Machines Corporation | Interferometric measuring methods for surfaces |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3829219A (en) | Shearing interferometer | |
Butters et al. | A double exposure technique for speckle pattern interferometry | |
JPS6036003B2 (en) | Inspection method for the surface to be inspected | |
CA1037306A (en) | Frequency plane filters for an optical processor for synthetic aperture radar | |
EP0060685B1 (en) | Improved measurement of deformation | |
SU520507A1 (en) | The device of interference measurement of the projection of the vector of movement of the surface of a diffuse-reflective object | |
US4395124A (en) | Apparatus for position encoding | |
Mohan et al. | Separation of the influence of in-plane displacement in multiaperture speckle shear interferometry | |
US3970358A (en) | Coherent, quasi-monochromatic light source | |
US4719160A (en) | Method and apparatus for making white light holograms | |
Takeda | Spatial carrier heterodyne techniques for precision interferometry and profilometry: an overview | |
Mallick et al. | Speckle-pattern interferometry applied to the study of phase objects | |
Ja | Real-time non-destructive testing of phase objects using four-wave mixing with photorefractive BGO crystals | |
Sharma et al. | A holographic speckle shearing technique for the measurement of out-of-plane displacement, slope and curvature | |
Czarnek | Super high sensitivity moiré interferometry with optical multiplication | |
SU1504498A1 (en) | Method and apparatus for determining the components of displacement vector of diffusely reflecting microobjects | |
RU2090838C1 (en) | Holographic method of determination of surface relief | |
Patorski et al. | Producing and testing binary amplitude gratings using a self-imaging and double-exposure technique | |
SU1352196A1 (en) | Shift interferometer | |
Ruterbusch et al. | Multiplexed speckle and holographic interferometry with color encoding by white-light processing | |
SU466798A1 (en) | Method of reproducing object by means of difraction image | |
RU1789938C (en) | Analyzer of spectrum of electric signals | |
SU1565205A1 (en) | Holographic interferometer | |
SU1500965A1 (en) | Method of generating fringe pattern | |
SU1101779A1 (en) | Device for picture multiplex recording and restoration |