Устройство для выполнения интегральных преобразований пучка излучения

 

Изобретение относится к дифракционной оптике и может быть использовано для выполнения преобразований Гильберта и Фуко волнового пучка, необходимых в различных приборах для диагностики фазовых объектов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Устройство выполнено в виде фазовой дифракционной структуры 1 с прямоугольным профилем штрихов - канавок 2, которая представляет собой два участка 3 и 4 (на чертеже разделены штриховой линией) с одинаковой шириной и различными значениями отношений поперечных размеров D<SB POS="POST">1</SB> и D<SB POS="POST">2</SB> штрихов к периодам T<SB POS="POST">1</SB> и T<SB POS="POST">2</SB> их расположения, определяемым в зависимости от номера заданного дифракционного порядка, в котором осуществляется Гильберт-преобразование. При этом разность глубин ΔН штрихов участков 3 и 4 равна 0 или λ/2P, где λ - длина волны излучения, P=1,2. Благодаря такому выполнению расширяются функциональные возможности устройства путем формирования Гильберт-образа пучка в заданном дифракционном порядке при сохранении Фурье-образов в остальных порядках. С целью выполнения преобразования Фуко глубина канавок 2 участков 3 и 4 с шириной штрихов D<SB POS="POST">1</SB> и D<SB POS="POST">2</SB> выбрана равной λ/8, 3λ/8 соответственно. 1 з.п.ф., 2 ил.

1601600 А 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) щ) С 02 В 27/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t 2

I»

b,I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П<НТ СССР (21) 4608351/24-10 (22) 23.11,88 (46) 23.10.90. Бюл. Р 39 (72) Э.Н.Балашова, Я.К.Лукашевич, M.Â.Íåoôèòíûé, Н.Г.Покормяхо, В.А.Свич и Д.И.Сафиуллин (53) 535.353.31 (088.8) (56) Сорока Л,М. Гильберт-оптика, M. Наука, 1981, .с 42.

Там же, с. 58. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ПУЧКА ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к дифракционной оптике и может быть использовано для выполнения преобразований

Гильберта и Фуко волнового пучка,необходимых в различных приборах для диагностики фазовых объектов. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства. Устройство выполнено в виде фазовой дифракционной структуры 1 с прямоугольным профилем штрихов — канавок 2, которая представляет собой два участка 3 и 4 (на чертеже разделены штриховой линией) с одинаковой шириной и различными значениями отношений поперечных размеров d(и d штрихов к периодам Т и Т их расположения, определяемым в зависимости от номера заданного дифракционного порядка, в котором осуществляется Гильбертпреобразование. При этом разность глубин $h штрихов участков 3 и 4 равна 0 или Q/2р, где Я вЂ” длина волны излучения, р = 1,2 ° Благодаря такому выполнению расширяются функциональные возможности устройства путем формирования Гильберт-образа пучка в заданном дифракционном порядке при сохранении Фурье-образов в остальных voðÿäêàõ. С целью выполнения преобразования Фуко глубина канавок 2 участков 3 и 4 с шириной штрихов d1,и dg выбрана равной

$/8, 33/8 соответственно. 1 з. и. ф-лы, 2 ил., 1б01 600 (1) 30

de 3

1 — — — — -1

Т, (2) где q = 4.2, + 3, +4, .. ° — номер заданного дибракционного порядка, в котором осуществляется Гильберт-преобразо- 40 вание, а разность глубин 6 Ь штрихов участков равна 0 или 9 /2 р, где ф — длина волны излучения; р = 1, 2, С целью выполнения преобразования 45

Фуко, глубина канавок каждого иэ участков 3 и 4 с шириной штрихов d, и и выбрана равной %/8 и Зэ/8 соответственно.

При формировании Гильберт-образа пучка диаметром 50 мм на длине волны = 10,6 мкм в четвертом порядке дифракционную структуру необходимо выполнять с шагом Т = 1 мм и шириной канавбк d! = 7Т/8 и d = 5T/8. С

5 целью выполнения преобразования Фуко в четвертом порядке глубина канавок

1>1 выбирается равной 3,97 мкм, а

h< = 1,325 мкм, что обеспечивает доИзобретение относится к дифрак цйонной оптике и может использоватьI ся для выполнения преобразований альберта и Фуко волнового пучка, 5 необходимых в различных приборах для диагностики фазовых объектов, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем формирования Гильберт-образа пучка 10 в заданном дифракционном порядке

1 при сохранении Фурье-образов в остальных порядках, а также выполнен1 е преобразования Фуко.

На фиг.1 и 2 представлены конструкции фазовых дифракционных структур с различной и равной глубиной шустриков на двух участках.

Устройство выполнено в виде фазоной дифракционной структуры 1 с пря- 20

I моу гольным профилем штрихов — к анаок 2, которая представляет собой ва участка 3 и 4 с одинаковой шириной и различными значениями отлошений поперечных размеров д и d <

Штрихов к периодам Т 1 и Т< их расположения, определяемым.из соотно пений

Формула изобретения

1. Устройство для выполнения интегральных преобразований пучка излучения, выполненное в виде фазовой дифракционной структуры с прямоугольным профилем штрихов-канавок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем формирования Гильберт-образа пучка в заданном дифракционном порядке при сохранении Фурьеобразов в остальных порядках,фазовая структура выполнена в виде двух участков с одинаковой шириной и различными значениями отношений поперечных размеров d и d < штрихов к периодам Т и Т их расположения, определяемым из соотношений

di

Т, 2)q ; полнительный сдвиг Фаз полей, рассеянных двумя разнородными участками

3 и 4 дифракционной структуры.

Устройство работает следующим образом.

Лазерный пучок 5, преобразование

Фурье-образа которого необходимо выполнить, падает на дифракционную структуру 1. При отражении от разнородных участков 3 и 4 диюракционной структуры 1 в дальней зоне формируется набор дифракционных порядков.

Благодаря выбранному различию размеров d1 и d < штрихов — канавок 2 участков 3 и 4 заданный q и дифракционный порядок образуется в результате интерференпии полей, имеющих разность хода /2. Последнее обстоятельство позволяет представить выражение для амплитуды отражения в плоскости расположения дифракционной структуры в виде суперпоэиции знаковых функций sgn(x), умноженных на функцию амплитудно-фазового распределения падающего пучка П(х) 1 и тем самым выполнить необходимое условие формирования Гильберт-образа в дальней зоне. При отражении от дифрак-. ционной структуры, изображенной на фиг,1, эа счет выбранного соотноше- . ния глубин канавок h < и h< вводится дополнительное фазовое различие полей, рассеянных участками 3 и 4 дифракционной структуры, что приводит к выполнению преобразования Фуко в q-м порядке, 1601600 6 а разность глубины 5h штрихов участков равна 0 или ф 2p где h — длина волны излучения, р = 1,2.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с-я тем, что, с целью выполнения преобразования Фуко, глубина штрихов с шириной d q u d z равна Ф,/8> ЗЯ/8 соответственно.

d2

3

21ц1

1 2, = 3, +4,... — номер заданного дифракци5 онного порядка, в котором осуществляется Гильберт-преобразова-10 ние где и

Составитель В.Кравченко

Техред Г1.Ходапич Корректор. M. Р!ароши

Редактор О. Юрковецкая

Тираж 464

Подписное

Заказ 3270

ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и. открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101