Способ дистанционного измерения начального значения фокусного расстояния рефракционных каналов

 

Изобретение относится к области измерения параметров оптического излучения , в частности рефракционных каналов. Цель - повышение точности измерения начального значения фокусного расстояния рефракционных канат, лов. Способ предполагает направление в рефрикционный канал двух лучков лазерного излучения, один - по его оптической оси, а другой - вблизи ее, внутри параксимальной области. При-, нимают оба пучка фокусирующей линзой и измеряют за ней расстояние между полученньво изображениями, по которому судят об искомом параметре. Посылая одновременно два шаровых коллтт рованных пучка, можно избавиться от искажающего влияния линейной составлямщей. Параметры пучков могут быть как одинаковыми, так и разными 2 ил. i (Л bo 42 а 00 о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 21/47

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 15 03.93. Бюл. P 10 (21) 3801879/25 (22) 27.08.84 (71) Институт оптики атмосферы СО

АН СССР (72) M.Ñ.Áåëåíúêèé, И.П.Лукин и В.Л.Ииронов (56) Арманд С,А. "Изучение рефрак. ционных свойств зоны просветления.водно-капельного азрозоля посредством бокового просвечивания зондирукщим. лазернмк пучком". Изв. ВУЗов, "1.адиофизика", т.24, !981, стр. 256- 67.

Авторское свидетельство СССР

У 1294091.по заявке к 3793758/25, ;кя. С 01 N 21/47, 1984.

: (54) СПОСОВ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ

НАЧАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ ФОКУСНОГО РАССТО,ЯНИЯ РЕФРАКЦИОННЫХ КАНАЛОВ

„„SU„„1347689 . А1 (57) Изобретение относится к области .измерения параметров оптического излучения, в частности рефракционных каналов. Цель - повышение точности измерения начального значения фокусного расстояния рефракционных кана лов. Способ предполагает направление в рефрикционный канал двух лучков лазерного излучения, один — по его оптической оси, а другой — вблизи ее, внутри параксимальной области. При-. нимают. оба пучка фокусируюше. 1 линзой и измеряют за ней раСстояние между полученными изображениями, по которому судят об искомом параметре. Посы" лая одновременно два шаровых коллимированных пучка, можно избавиться от искажакщего влияния линейной составлякщей. Параметры пучков могут быть как одинаковыми, так и разными. 2 ип.

1 13476

И<обр тен«е отн сится к области измерения плр1Mpтрон < лтлчеекс>го излучения, 8 частности рефракционных каналов, и может быть использовано

5 для дчстанционного определения начального значения фокусного расстояния рефракционных каналов.

Целью изобретения является повышение точности измерения начального значения фокусного расстояния рефракционных каналов.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства, реализующего данный способ на коллимированных пучках лазерного излучения; на фиг.2 — то же, на расходящихся пучках лазерного излучения. . В первом случае способ реализуется следукицим образом. Пучок оптического излучения от лазера 1 (источник эон дирующего излучения) через коллиматор 2 и расщепитель 3 посылают по оптической оси 4 рефракционного канала 5, а другая часть пучка излучения 25 с расщепителя 3 одновременно посылается в рефракционный канал под углом

После прохождения расстояния L оба пучка после интерференционного светофильтра 6, настроенного на длину З0 волны источника зондирующего излучения (лазера 1), попадают на фокусирук2цую линзу 7 с фокусным расстоянием F<. За линзой в плоскости иэображения 8 расстояние д1 между иэображе35 ниями зондирующих пучков измеряют диоптрийной трубой 9 со шкалой. По величине расстояния ь1 судят о начальном значении фокусного расстояния рефракционного канала.

Во втором случае (фиг.2) пучок оптического излучения от лазера 1 делится на два пучка расщепителеи 3 пучка. Один лучок посылают по оптической оси 4 рефракционного канала 5.

Другой пучок после отражения от зеркала 10, отстоящего от оптической оси 4 редакционного канала 5 на величину р, одновременно с первым посылают в рефракционный канал. Оба пучка проходят через интерференцион50 ный светофильтр 6 и принимаются фокусирующей линзой 7 и в плоскости иэображения 8 диоптрийной трубой 9 со шкалой измеряется расстояние ь1 между изображениями зондирующих пучков. По величине расстояния д1 судя о начальнои значении фокусного расстояния ргфракционного канала. Для широкого к<>лни<< ц оланного эонлпрующего пучка (Ка » L, гле K=2 i/Ë, Л вЂ” длина волны зонлирук2<:его излучения в вакууме; а — начальный рллнус зондирующего пучка), распрогтраняющегося под углом Ч (v 0,1dÄ/1.) к оптической оси несимметричного рефракционного канала при L < F, смещение 1 изображения

<< источника зондирующего излучения в поперечном направлении в плоскости изображения фокусирующей линзы равно:

1 1,2

М (ч=о1 2 "- F2 где 1(v o) — смещение иэображения, обусловленное линейной составляющей среднего значения диэлектрической проницаемости (оно одинаково как для пучка распространяющегося по оптической осн канала, так и под углом М к ней);

L — расСтояние от источника зон-, дирующего излучения до фотоприемника;

d„. — диаметр рефракционного канала;

F, — начальное значение фокусного расстояния рефракционного канала;

à — фокусное расстояние фокусирующей линзы.

Таким образом, посылая одновременно два широких коллимированных пучка (один по оптической оси рефракционного канала, а другой — под углом Ч к ней), можно избавиться от искажающего влияния линейной составляющей <1

12 ч (ч=о> 2F2F2

Отсюда легко получить следующее соотношение:

F L,1т по которому и определяется искомый параметр при использовании для зондирования широких коллимированных пучков, В том случае, если в рефракционном канале распространяется излучение расходящегося зондирующего пучка (ka2(i 1,) из точки, удаленной от, оптической оси рефракционного канала на расстояние p (P, < 00, 1d ), величина смещения изображения будет определяться соотношением:

1 2 р (Ч:o) 2 2 О а

Следовательно, посылая одновременно два расходящихся пучка эонлирунюцего з 134 иэлучения (один источник располагать на оптической оси рефракционного канала, а другой — на расстоянии р, от нее) можно получить:

hl 1 P -1 F — P, о (Чр-о) g F2 о> Р те F Ь вЂ” - ;

"ь Я

Параметры пучков (длины волн и начальные Радиусы d ) могут быть как одинаковыми, так и разными, Тот факт, что зондирукщее излучение посылается, по оптической оси канала и около нее, т.е. внутри параксимальной области, позволяет избежать искажений.

7689

Формулаиэобретения

Способ дистанционного иэмерения начального значения фокусного рассто5 яния рефракционных каналов путем посылки пучка лазерного излучения в канал по его оптической оси, приема прошедшего заданное расстояние иэлучения фокусирующей линэой, о т л и

10 ч а ю шийся тем, что, с. целью повышения точности измерений, одновременно с первым посылают дополнительно второй пучок лазерного излучения внутри параксимальной области

l5 рефракцнонного канала, принимают его той же линзой и измеряют расстояние между изображениями за линзой, по которому судят об искомом параметре.

Фыг,7

1347689

Составитель С. Непомнящан

Редактор E. Ïîëìîâoåà Техред Л. Сердюкова . Корректор И. Муска

Закаэ 1958 Тиран! Подписное

ЬНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмгий

113035, Иосква, й-35, Рауаскав наб., д, 4/5

Проивводственно-полиграфическое предпрннтне, г. Унгород, ул. Проектная,