SU838321A1 - Method of holographic checking of three-dimensional phase object with double exposure - Google Patents

Method of holographic checking of three-dimensional phase object with double exposure Download PDF

Info

Publication number
SU838321A1
SU838321A1 SU792736172A SU2736172A SU838321A1 SU 838321 A1 SU838321 A1 SU 838321A1 SU 792736172 A SU792736172 A SU 792736172A SU 2736172 A SU2736172 A SU 2736172A SU 838321 A1 SU838321 A1 SU 838321A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
wave
exposure
holographic
photosensitive medium
interference
Prior art date
Application number
SU792736172A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Георгиевич Гусев
Борис Николаевич Пойзнер
Original Assignee
Сибирский Ордена Трудового Красногознамени Физико-Технический Институтим. B.Д.Кузнецова При Томскомордена Трудового Красного Знаменигосударственном Университете Им.B.B.Куйбышева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сибирский Ордена Трудового Красногознамени Физико-Технический Институтим. B.Д.Кузнецова При Томскомордена Трудового Красного Знаменигосударственном Университете Им.B.B.Куйбышева filed Critical Сибирский Ордена Трудового Красногознамени Физико-Технический Институтим. B.Д.Кузнецова При Томскомордена Трудового Красного Знаменигосударственном Университете Им.B.B.Куйбышева
Priority to SU792736172A priority Critical patent/SU838321A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU838321A1 publication Critical patent/SU838321A1/en

Links

Landscapes

  • Holo Graphy (AREA)

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, предназначено дл  исследовани  трехмерных фазовых объектов в проход щем свете и может быть использовано при проведении различного рода научных исследований св занных с изучением плазмы, газовых потоков, ударных волн и пр. Известен способ голографического контрол  фазового объекта с двухкра ной экспозицией без рассеивател , заключакмцийс  в том, что освещают светочувствительную среду плоской опорной и ппоской предметной волнами при первой экспозиции, измен ют оптическую длину пути одной из волн и помещают на пут предметной волны контролируемый объект при второй экспозиции, осуществл ют химикофотографическую обработку светочувст вительной среды,освоцают ее опорной водной, регистрируют интерференционную картину в виде полос и определ ю контролируемый параметр О Недостатком этого способа лвл етс  невозможность трехмерного контрол  неосесимметричного фазового объекта без его поворота, обусловленна  тем, что контролируемой объект просвечиваетс  вдоль только одного направлени , совпадающего с направлением распространени  предметной волны. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению  вл етс  способ голографического контрол  трехмерного фазо вого объекта с двухкратной экспозицией , заключающийс  в том, что освещают светочувствительную среду источником опсфной и. источником предметной волн при перв экспозиции, измен ют оптическую длину пути лучей опорной или предметной волны,, и .помещают контролируемый объект между источником щ едметной волны и светочувствительной средой при второй экс позиции, осуществл ют химико-фотографическую обработку светочувствительной среды, освещают ее опорной волной, регистрируют интерференционную картину и определ ют распределение показател  преломпени  контролируемого объекта 23-,The invention relates to a measurement technique, is intended to study three-dimensional phase objects in transmitted light, and can be used to conduct various kinds of scientific research related to the study of plasma, gas flows, shock waves, etc. The known method of holographic control of a phase object with double-exposure without a diffusor, concluded in that they illuminate the photosensitive medium with a flat reference and continuous wave at the first exposure, they change the optical path length of one oh from the waves and placed on the putt of the object wave, the controlled object during the second exposure, chemical-photographic processing of the photosensitive medium is performed, the water is mastered by its supporting water, the interference pattern is recorded in the form of stripes and the controlled parameter O is determined as a disadvantage of the three-dimensional non-axisymmetric phase control object without its rotation, due to the fact that the object being monitored shines through along only one direction, which coincides with the direction stray ground wave. The closest in technical essence and the achieved effect to the invention is a method of holographic control of a three-dimensional phase object with a double exposure, which consists in illuminating the photosensitive medium by the source opsf and. the source of the wave during the first exposure, change the optical length of the path of the reference wave or the subject wave, and place the controlled object between the source of the fine wave and the photosensitive medium at the second exposure, carry out chemical-photographic processing of the photosensitive medium, illuminate it with a reference wave , register the interference pattern and determine the distribution of the indicator of the deflection of the controlled object 23-,

Недостатком известного способа  &п етс  низка  производительность контрол , обусловленна  необходимостью сканировани  интерференционной картины ю при ее наблюдении диафрагмой малых размеров. Кроме того, поскольку предметна  волна формируетс  с помощью рассеивател , то получаема  интерференционна , картина имеет  рко выра- и женнуюп тнистую структуру, что также затрудн ет процесс контрол .The disadvantage of this method & n low monitoring performance, due to the need to scan the interference pattern while observing it with a small-sized diaphragm. In addition, since the object wave is formed with the help of a scatterer, the resulting interference pattern has a pronounced patchy structure, which also complicates the control process.

Цель изобретени  - повышение производительности измерений.20The purpose of the invention is to improve the performance of measurements.

З, ), с)H,), c)

А. и 0 - амплитуды сферических опорной и предметной волн соответственно;A. and 0 are the amplitudes of the spherical reference and subject waves, respectively;

9пуглы между нормалью к поверхности светочувствительной среды и отрезками Ь и E/ii, соедин ющими точку светочувствительной среды и точечные источники опорной и предметной волн,соответственно;9 are the corners between the normal to the surface of the photosensitive medium and the segments b and E / ii connecting the point of the photosensitive medium and the point sources of the reference and object waves, respectively;

. X - координата в плоскости. X - coordinate in the plane

.(, 4 -2e,x&in9j -,(.(.Ц ... аЧ it2в J . (, 4 -2e, x & in9j -, (. (. C ... aH it2 in J

где L - величина изменени  оптической длины пути предметной волны; Ф(х) - искажение фазы волны,where L is the magnitude of the change in the optical path length of the subject wave; F (x) is the distortion of the phase of the wave,

обусловленное контролируемым объектом,due to the controlled object

Голограмму, полученную после химико-фотографической обработки светчувствительной среды, освещают источником опорной волны. При этом в +1The hologram obtained after the chemical-photographic processing of the light-sensitive medium is illuminated by the source of the reference wave. In this +1

,,.ne.sm9.,-;.i.X%M0(x) ,,. ne.sm9., - ;. i.X% M0 (x)

Цель достигаетс  тем, что светочувствительную среду при первой экспозиции освещают точечными источниками предметной и опорной волн, рассто ние от которых до светочувствительной среды отличаетс  в два раза, а интерференционную картину в виде колец Ньютона регистрируют в И дифракционном пор дке.The goal is achieved by the fact that during the first exposure the photosensitive medium is illuminated with point sources of object and reference waves, the distance from which to the photosensitive medium is twice as different, and the interference pattern in the form of Newton rings is recorded in diffraction order.

Способ заключаетс  в следующем.The method is as follows.

Поскольку при первой экспозиции контролируемый объект отсутствует, а рассто ни  от точечных источников предметной и опорной волны до светочувствительной среды отличаютс  в два раза, то распределение интенсивности света в плоскости светочувствительной среды при первой экспозиции описываетс  выражениемSince the first exposure does not have a controlled object, and the distances from point sources of the object and reference waves to the photosensitive medium are twice as different, the distribution of the light intensity in the plane of the photosensitive medium during the first exposure is described by

светочувствительной среды;photosensitive environment;

1 волновое число. Поск.ольку при второй экспозиции измен ют оптическую длину пути одной из волн, например оптическую лину пути предметной волны, и помещают в ходе лучей между источником предметной волны и светочувствительной средой контролируемый фазовый объект, то распределение интенсивности света в плоскости светочувствительной среды при второй экспозиции описываетс  выражением1 wave number. Since, during the second exposure, the optical length of the path of one of the waves, for example, the optical path of the path of the subject wave, is placed and the controlled object under the rays between the source of the subject wave and the photosensitive medium, the distribution of the light intensity in the plane of the photosensitive medium during the second exposure is described by expression

дифракционном пор дке за ней возникают две волны.In the diffraction order, two waves appear behind it.

Во-первых, плоска  волна описываема  уравнениемFirst, the plane wave is described by the equation

,.., (,,,, .., (,,,

Claims (2)

во-вторых, волна с малой угловой поверхностью , описываема  уравнением Результат интерференции этих двух волн представл ет собой голографическую интерферограмму контролируемого фазового объекта nxj tOof .Л,{,..Ф(Х, (5) в силу аксиальной симметрии сферических волн соотношение (5) может быть переписано дл  случа  двухмерно светочувствительной среды, заменой Т на Т(к,), Ч на v U Ф(х) на Ф(х,) Первый член в аргументе косинуса в ражении (5) описывает кольца Ньютона , а второй - сдвиг колец Ньютона, обусловленный наличием контролируемого фазового объекта, На чертеже приведена принципиаль на  схема одного из возможных вариа тов устройств, реализующих предлагае мый способ. Устройство содержит лазер 1, свет делитель 2, плоские зеркала 3 и 4, объективы 5 и 6, фотопластинку 7 и регистратор 8 интерференционной картины . Объективы 5 и 6 установлены так, что точка пересечени  их оптических осей (точка М) лежит в плоскости эмульсии фотопластинки 7, а рассто ни  от задних фокусов объективов 5 и 6 до точки М отличаютс  в два раза. Объектив 5 установлен с возможностью малых перемещений вдол по оптической оси. Способ осуществл етс  следующим образом. Пучок света от лазера 1 делитс  светоделителем 2 на две части, одна из которых после отражени  от зеркал 3 поступает в объектив 5, а друга  после отражени  от зеркала 4 - в объ ектив 6. Объектив 5 формирует опорную сферическую волну, а объектив 6 предметную сферическую волну, резуль тат интерференции которых регистрируетс  фотопластинкой 7 при первой экспозиции. Затем контролируемый объ ект 9 помещаешьс  в ходе лучей ме ду объективом 6 и фотопластинкой 7, а объектив 5 смещаетс  вдоль по оптической оси на небольшую величину и вновь регистрируетс  результат интерференции опорной и предметной волн на ту же фотопластинку 7 при второй экспозиции .. После проведени  химико-фотографической обработки фотопластинка (голограмма) 7 освещаетс  только опорной сферической волной, а голографическа  интерферограмма в +1 пор дке дифракции фиксируетс  регистратором 8 интерференционной картины. Использование данного изобретени  позвол ет повысить производительность контрол  трехмерного фазового объекта в св зи с тем, что вс  голографическа  Интер)ферограмма регистрируетс  одновременно и не содержит оптических помех в видеп тнистой структуры. Формула изобретени  Способ голографического контрол  трехмерного фазового объекта с двухкратной экспозицией, заключающийс  в том, что освещают светочувствительную среду источником опорной и источником предметной волн при первой экспозиции , измен ют оптическую длину пути лучей опорной или предметной волны, и помещают контролируемый объект между источником предметной волны и светочувствительной- средой при второй экспозиции, осуществл ют химико-фотографическую обработку светочувствительной среды,, освещают ее опорной волной, регистрируют интерференционную картину и определ ют распределение показател  преломлени  контролируемого объекта, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  производительности измерений , светочувствительную при первой экспозиции освещают точечными источниками предметной и опорной волн , рассто ние от которых до светочувствительной среды отличаетс  в два раза. а интерференционную картину в виде колец Ньютона регистрируют в +1 дифракционном . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе I.OcTpOBCKiA Ю.И. и др. Гологра фическа  интерферометри .М., Наука ;1977 с. 153-156, 163-184. t -secondly, a wave with a small angular surface, described by the equation. The result of the interference of these two waves is a holographic interferogram of a controlled phase object nxj tOof. Л, {, Ф (Х, (5) due to axial symmetry of spherical waves, the ratio (5 ) can be rewritten for the case of a two-dimensional photosensitive medium, replacing T with T (k,), H with v U F (x) with F (x,) The first term in the cosine argument in R 5 (5) describes Newton's rings, and the second - the shift of the rings of Newton, due to the presence of a controlled phase object, The drawing shows a schematic diagram of one of the possible variants of devices that implement the proposed method.The device includes a laser 1, a light divider 2, flat mirrors 3 and 4, objectives 5 and 6, a photographic plate 7 and an interference pattern recorder 8. Objectives 5 and 6 are set so that the intersection point of their optical axes (point M) lies in the plane of the emulsion of the photographic plate 7, and the distances from the back foci of the lenses 5 and 6 to the point M are twice as different. The lens 5 is installed with the possibility of small displacements along the optical axis. The method is carried out as follows. The beam of light from laser 1 is divided by a beam splitter 2 into two parts, one of which after reflection from mirrors 3 enters lens 5, and the other after reflection from mirror 4 into lens 6. Objective 5 forms a reference spherical wave, and objective 6 is spherical the wave, the result of interference of which is recorded by the photographic plate 7 at the first exposure. Then, the controlled object 9 is placed in the course of the rays between the lens 6 and the photographic plate 7, and the lens 5 is displaced along the optical axis by a small amount and the result of the interference of the reference and subject waves on the same photographic plate 7 is again recorded at the second exposure .. - photographic processing of a photographic plate (hologram) 7 is illuminated only by a reference spherical wave, and a holographic interferogram in +1 diffraction order is recorded by the recorder 8 of the interference pattern. The use of this invention improves the performance of monitoring a three-dimensional phase object due to the fact that the entire holographic Interfrogram is recorded simultaneously and does not contain optical interference in a visible texture. The invention The method of holographic control of a three-dimensional phase object with a double exposure, which consists in illuminating a photosensitive medium with a source of reference and a source of subject waves during the first exposure, changes the optical path length of the reference or subject wave, and places the controlled object between the source of the subject wave and photosensitive medium during the second exposure, carry out chemical-photographic processing of the photosensitive medium, the light is illuminated by its reference wave, striruyut interference pattern and determining the refractive index distribution of the controlled object, characterized in that, in order povsheni performance measurements, when the light-sensitive first exposure light point source object and the reference wave, the distance from which to the photosensitive medium is characterized twice. and the interference pattern in the form of Newton's rings is recorded in +1 diffraction. Sources of information taken into account in the examination of I.OcTpOBCKiA Yu.I. et al., Holographic Interferometry .M., Science; 1977 p. 153-156, 163-184. t - 2. Там же, с. 156-162 (прототип).2. Ibid, p. 156-162 (prototype).
SU792736172A 1979-03-11 1979-03-11 Method of holographic checking of three-dimensional phase object with double exposure SU838321A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792736172A SU838321A1 (en) 1979-03-11 1979-03-11 Method of holographic checking of three-dimensional phase object with double exposure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792736172A SU838321A1 (en) 1979-03-11 1979-03-11 Method of holographic checking of three-dimensional phase object with double exposure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU838321A1 true SU838321A1 (en) 1981-06-15

Family

ID=20814991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792736172A SU838321A1 (en) 1979-03-11 1979-03-11 Method of holographic checking of three-dimensional phase object with double exposure

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU838321A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yamaguchi V fringe formations in deformation and vibration measurements using laser light
US3907438A (en) Contour measuring system for cylinders
US3045531A (en) Optical grating
US5075560A (en) Moire distance measurements using a grating printed on or attached to a surface
Françon Information processing using speckle patterns
US3936160A (en) Interferometer for the measurement of wavefront sections of general imaging systems including the human eye
SU838321A1 (en) Method of holographic checking of three-dimensional phase object with double exposure
US3764216A (en) Interferometric apparatus
US3823604A (en) Method of and apparatus for detecting surface form irregularities
US3432239A (en) Optical instruments of the interference type
Burch Laser speckle metrology
Mallick et al. Speckle-pattern interferometry applied to the study of phase objects
Patorski Moiré methods in interferometry
US3997266A (en) Lens testing using total internal reflection holography
US4158503A (en) Heterodyne optical correlator
Varner Holographic contouring: alternatives and applications
SU1397718A1 (en) Interferometer for measuring linear quantities and index of refraction
US3460887A (en) Apparatus for viewing interior parts of an eye and holographically recording phase and amplitude information received therefrom
SU712654A1 (en) Interferometer
Hildebrand A holographic instrument to replace the test glass in lens testing
SU1677508A1 (en) Holographic interferometer
Butters et al. Some practical uses of laser beam photography in engineering
Periasamy et al. Measurement of Displacement of a Curved Surface Using Laser Speckle
SU1696843A1 (en) Holographic method for determining of residual stress
SU1422046A1 (en) Method of recording interferograms of object checks of lens and objective lens type