SU932219A1 - Двухлучевой интерферометр - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к интерферо :метрии и может быть использовано,в частности, дл  исследовани  прозрачных оптических материалов. Известен двухлучевой интерферометр Лебедева, в котором используетс интерференци  двух когерентных пумков света, имеющих взаимноортогональную линейную пол ризацию, и съдержащий пол ризатор, анализатор, дв плоскопараллельные пластины из двупреломл щего материала, полуволнову и четверть волновую фазосдвигаю1чие пластинки C13. Однако интерферометр характеризуетс  малым рассто нием между когерен ными пучками, что не позвол ет исследовать образцы, имеющие большие линейные размеры. В таком интерферометре невозможно исследование оптиче ки активных (гиротропных) материалов поскольку поворот плоскости пол ризации в исследуемом материале приводит к нарушению работы интерферометра . В таком интерферометре нельз  получать большие разности хода, в частности , путем изменени  геометрической длины пути света, что исключает его использование дл  измерени  линейных перемещений. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  , двухлучевой интерферометр (построенный по схеме Майкельсона), содержащий расположенные на одной оптичрской оси осветитель и светоделитель, дел щий световой поток на две ветви, отражатели , расположенные в этих ветв х , и наблюдательное устройство, расположенное в плоскости, перпендикул рной оптической оси. Светоделиг тель выполнен в виде элемента с полупрозрачной отражающей поверхностью, например, в виде полупрозрачной пластины ,. Наблюдательное устройство расположено в плоскости, перпендикул рной оптической оси и проход щей через центр светоделители 2.

Недостатком этого интерферометра  вл етс  то, что он не позвол ет проводить исследовани  в пол ризованном свете, а также нерациональное использование светового потока, поскольку даже при отсутствии поглощени  в -полупрозрачном слое светоделител  только 50% светового потока выводитс  в направлении наблюдательного устройства и участвует в создании интерференционной картины, а 50 бесполезно уводитс  в направлении осветител . Нерациональное использование светового потока источника свеТа снижает КПД интерферометра .

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей -и повышение КПД.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что двухлучевой интерферометр снабжен направленным пол ризационным ответвителем, установленным между осветителем и светоделителем,а светоделитель выполнен в виде пол ризационного лучерасщепител ,плоскость пропускани  направленного пол ризационного ответвител  составл ет равные углы с главными направлени ми пол риза ционного лучерасщепител , а наблюдательное устройство расположено на пути вышедшего из пол ризационного ответвител  светового луча.

Кроме того пол ризационный лучерасщепитель и направленный пол ризационный ответвитель выполнены в виде многослойных интерференционных расщепителей луча.

На чертеже изображена принципиальна  схема двухлучевого интерферометра .

Двухлучевой интерферометр содержи расположенные по одной оптической оси 0-0 осветитель-лазер 1, направленный пол ризационный ответвитель 2, светоделитель,выполненный в виде пол ризационного лучерасщепител  3, и отражатель k, отражатель 5 и наблюдательное устройство 6.

Двухлучевой интерферометр работает следующим образом.

Линейно пол ризованное излучение лазера 1 беспреп тственно проходит через направленный пол риза((ионный ответвитель 2, как совпадающее с его плоскостью пропускани  (плоскость пропускани  на чертеже показана отрезком р-р)и падает на пол ризационный лучерасщепитель 3. Поскольку

вектор пол ризации падающего излучени  составл ет равные углы Л А с главными направлени ми q и Ь пол ризационного лучерасщепител  3 5 из последнего по направлению к отражател м 4 и 5 выход т два луча равной интенсивности и пол ризованные во взаимно перпендикул рных плоскост х (направлени  колебаний электриo ческого вектора в разных лучах показаны на чертеже стрелками). Эти два луча  вл ютс  когерентными, поскольку происход т из одного линейно-пол ризованного луча, падающего

5 на пол ризационный лучерасщепитель 3. Отразившись от отражателей t и 5 и пройд  через пол ризационный лучерасщепитель 3 в обратном направлении , эти два когерентных луча объедин ютс  в один, распростран ющийс  к направленному пол ризационному ответвителю 2 луч. Состо ние пол ризации этого луча однозначно определ етс  величиной оптической разности

5 хода лучей на пути между пол ризационным лучерасщепителем 3 и отражател ми и 5. Если эта разность хода равна ( 2 К + 1 )Л /2, где Л - длина волны света; К- целое число, то в результате сложени  возникает, луч с линейной пол ризацией, перпендикул рной первоначальной пол ризации излучени  лазера 1, который направленным пол ризационным ответвителем 2 выводитс  в направлении наблюдательного устройства 6, образу  максимум освещенности в интерференционной картине. Если )хе разность хода двух когерентных ортогонально пол ризованных лучей составл ет КА, то в результате их сложени  образуетс  луч, имеющий пол ризацию , совпадаю(ую с исходной, который беспреп тственно проходит 4feрез направленный пол ризационный ответвитель 2 в направлении лазера 1. При этом в направлении наблюдательного устройства 6 не происходит отражение светового потока, т.е. така  разность хода соответствует минимуму освещенности в интерференционной картине.

Claims (2)

1. 8 двухлучевом интерферометре а качестве отражателей могут быть использованы зеркала или призмы полного внутреннего отражени , В качестве пол ризационного лучерасщепител  3 и направленного пол ризационного ответвител  2 могут быть использованы 5 многослойные интерференционные расщепители луча. Интерферометр предназначен дл  испытаний (контрол , исследований) прозрачных оптических материалов в линейно-пол ризованном свете, в част ности дл  измерени  малых изменений показателей преломлени  линейно-пол  ризованного света при пр мых измерени х электрооптических, пьезооптических и подобных коэффициентрв« Кроме того он может быть применен также дл  измерений линейных перемещений и измерени  размеров различных изделий, в частности в координатноизмерительных машинах. Предлагаемый двухлучевой интерферометр обладает широкими функциональными возможност ми, а именно позвол ет проводить исследовани  материалов в линейно-пол ризованном свете без применени  дополнительных пол ризаторов, причем измерительные каналы могут быть удалены друг от ПРУга на любое требуемое рассто ние в св зи с чем отсутствуют ограничени  на линейные размеры образцов. Последнее обсто тельство существенно , например, при измерении электрооптических коэффициентов материало когда необходимо помещать в измерительный кайал интерферометра образец окруженный системой высоковольтных электродов. Кроме того, интерферомет пазвол ет проводить в пол ризованном свете исследовани  оптически актив .ных сред, характеризуетс  рациональным ( вдвое более полным, чем в известном , т.е. близким к 100%) использованием светового потока, что достигаетс  направленным выводом све товой энергии из интерферометра, который осуществл етс  направленным пол ризационным ответвителем. Применение интерферометра в координатно-измерительных машинах и в приборах дл  измерени  размеров различных изделий и величины линейных 9 перемещений позвол ет вдвое уменьшить мощность используемых лазеров, уменьижв таким образом энергопотребление устройств, что приводит к повышению КПД. Формула изобретени  1.- Двухлучевой интерферометр, содержащий расположенные на одной оптической оси осветитель и светоделитель , дел щий световой поток на две ветви, отражатели расположенные в этих ветв х, и наблюдательное уст- ройство , расположенное в плоскости, перпендикул рной оптической оси, отличающийс  тем, что, ; с целью расширени  функциональных возможностей и повышени  КПД, оно снабжено направленным пол ризационным ответвителем, установленным пежду осветителем и светоделителем, а светоделитель выполнен в виде пол ризационного лучерасщепител , плоскость пропускани  направленного пол ризационного ответвител  составл ет равные углы с главными направлени ми пол ризационного лучерасщепител , а наблкздательное устройство расположено на пути выведшего из пол ризационного ответвител  светового луча. 2. Интерферометр по п. 1, о т личающийс  тем, что пол ,Р зационный лучерасщепитель и направленный пол ризационный ответвитель выполнены в виде многослойных интерференционных расщепителей луча. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Шишловский А.А. Прикладна  физическа  оптика. М., Физматгиз, 19б1, с. 190.
2. 2.Коломийцов Ю.В. Интерферометры . Л., Машиностроение, Ленинградское отделение, 1976, с. 52 С прототип . t ff