SU522482A1 - Устройство дл визулизации оптических неоднородностей - Google Patents

Description

(54) УСТГОЙСТБО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ОПТИЧЕС1даХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ

Изобретение относитс  к прикладной оптике и предиаЗначено дл  исследовани  характеристик оптических иеоднородностей.

Известны устройства дл  визуализации оптических иеодиородностей, основанные на методе преобразовани  Гильберта, при котором в плоскости Фурье устанавливаетс  частотный фильтр в виде полуволновой фазовой пластины, перекрьшающей либо половину )скости, либо четные (или соответственно нечетнью), квадранты плоскости ,2.

Ш11звёстнь1х устройств, примен емых дл  визуадазации оптических неоднородностей методом преобразовани  Гильберта, наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство, состо щее из установленных последовательно источника света, коллиматора , основного объектива, визуализирующей диафрагмы , выгюлненной в виде полуволнового фазового ножа , восстанавливающего объектива и регистрирующего стройстеа 3.

Отсутствие в визуализируемой картиие информации о знаке угла отклонени  световых лучей, прошедших через исследуемую оптическую неодно- родность, и трудность непосредственного определе , ни  величины этого угла (т. е. калибровки) снижают положительные качества этого устройства.

Цель изобретени  - упрощение определена ве нчины и знака,угла отклонени  световых лучей, прошедших через оптическую неоднородность.

Достигаетс  зто тем, что в устройстве установлена бифокальна  кристаллооптичёска  линза, размещенна  между основным объективом и визуализирующей диафрагмой и снабженна  средствам перемещени  в плоскости, перпендикул рной оптической оси.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Claims (3)

1. В него входит источник монохроштическотсвета (лазер) 1, конденсорный объектив 2, концентрируюишй излучение лазера в точку, совмещешг)ю с отверстием диафрагмы 3, коллимируЬщий 4 и основной 5 объективы . Последовательно с объективом 5 установлена кристаллооптическа  бифокальна  линза 6, выполненна  таким образом, что она образует совместно с объективом 5 две фокальные плоскости. В одной из них. установлена визуализиру1о1ца 1 диафрагма 7, выполненна  в виде полуволновой фазовой Ш1астинки,-перекрьшающей половину пространственного спектра частот. Восстанавливающий объектив 8 служит дл  создани  изображени  исследуемой оптической нерднородности в плоскости регистрирующего устройстЁа9 . . Устройство работает следующим образом. Светово поток от источника монохроматического света 1, через ковденсорный объектив- 2 поступает на диафраг му 3. Далее световой поток кол/шмируетс  объективом 4 и просвечивает исследуемую оптическую неоднородность , помещаемую между объективами 4 и 5. Последовательно с основным объективом 5 установлена бифокальна  кристаллооптическа  линза 6. Лин за устроена таким образом, что при помещении ее в световой поток, на выходе образуетс  два ортогональ НО;- пол ризованных световых потока. Дп  одной из этих компонент линза представл ет собой плоско- параллельную пластинку, не измен ющую ход лучей, а ДПЯ другой - линза имеет оптическую силу, положи тельную или отрицательную, в зависимости от консг I рукции. Фокусное рассто ние линзы 6 онредел етс  по фо муле )(4-0. где f 5 -фокусное рассто ние объектива 5; 2 -рассто ние между объективом 5 и линзой 6; & - величина расфокусировки фазовой пластинки. Радиус сферической поверхности кристаллооптической  инзь равен 53- fs ( а ее диаметр, соответственно, D - ) . . . , s I Например, при выполнении кристаллооптической линзы из кристалла Са COg , имеющего величи,ну двулучепреломлени  п -п р 0,176, и при if у 1,5 м, Д 0,02 м, t м, D 5 15 см, Получаетс , что fe 37 м, R 6,51 ми DS 5см. Таким образоглсовокупность последовательно расположенных обт ектива 5 и линзы 6 образует оптическую систему, имеющую две фокальные плоскости. Сзетовые потоки, концентрируемые в соответствующих плоскост х, пол ризованы ортогонально друг другу. Местоположение первой фокальной плоскости обусловлено только оптической силой объектива 5 (так как линза 6 представл ет собой дл  нее плоско-параллельн ю пластинку), а второй - совокупностью оптических сил объектива 5 и линзы 6 н рас|сто 1ш  между ними. Восстанавливаюидий объектив 8 переносит изображение исследуемой неоднороднос ти в плоскость регистрирующего усгройства 9 (фото пленка, экран, телевизионна  передающа  трубка и т. д.). В плоскости регистрирующего устройства образуетс  визуализируема  картинка (тенеграмма) исследуемрй оптаческой неоднородаости. Визуализаци  осуществл етс  с помощью преобразовани  Гильберта. Обычно такой метод визуализации нар ду с очевидными преимуществами (высока  чувствительность , отсутствие перекосов при визуализации симметричных фазовых объективов и т. д.) имеет р д недостатков: при визуа-шзащш тер етс  |3нак угла отклонени  световых лучей, прошедгних через оптическую неоднородность, а гакже затруднительно по телеграмме определить величину этого угла. В предлагаемом устройстве используетс  наложение двух тенеграмм, получаемых, соответственно , методами лреобразова ш  Гильберта и расфокусированной диафрагмы. Преимущество метода расфокусированной диафрагмы заключаетс  в простоте распшфровки распределени  углов отклонени  световых лучей, прошедших неоднородность . Информаци  о знаке угла отклонени  при , этом не тер етс . Как известно, аналогичный результат иол)ддаетс  при расфокусировке фильтра пространственных частот 7. В случае расфокусировки, преобразование Гильберта осуществл етс  только на определенном участке пол  зрешш. Ширину черной полосы можно измен ть, измен   степень расфокусировки фильтра 7. При перемещении линзы 6 в плоскости , перпендикул рной оптической оси прибора, тенеграмма расфокусирдванной диафрагмы будет перемещатьс  в поле зрени . Таким образог цможно исследовать интересующие участки оптической однородности. За счет того, что плоскости пол ризации световых потоков, формирующих налагаемые друг на друга тенеграммы, ортогональны, интерфереш (и  между HHIVHI отсутствует. Предлагаемое устройство соедин ет в себе преимущества обоих методов визуа.гшзации и позвол ет получить нар ду с качественной картиной легко расщифровьгааемые количественные результаты. Устройство может реализовано на базе серийных хене-1 вых приборов без существенной переделки. Формула изобретени  Устройство дл  визуализации оптических неодно-1 родностей, содержащее последовательно установленные источник света, коллиматор, основной объектив , визуализирующую диафрагму , выполненную в виде полуволнового фазового ножа, восстанавливзю лдай объектив и регистрирующее устройство, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  определени  величины и знака угла отклонени  световых лучей, прошедших через оптическую неоднородность , в нем установлена-бифокальна  кристаллооптическа  линза, размещенна  между основным обьективом и визуализирующей диафрагмой и снабженна  средством перемещени  в плоскости, перпендикулйрной оптической оси. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе : 1.Сороко Л. М. Основы голографии и Korepe fTной оптики, М., 1971, 407-409.
2. 2.Патент США, № 3004466, кл. 356-128,от 17.
3. 3.Патент Франции, Г 1526194, кл. G02 от 24.05.68 (прототип). 2 J