Голографическое устройство для контроля неоднородности прозрачных объектов

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля неоднородности прозрачных объектов. Целью изобретения является повышение производительности контроля за счет получения интегральных по исследуемому объекту характеристик неоднородности и упрощение устройства за счет использования однолучеаой схемы голографического интерферометра, а также расширение класса исследуемых объектов за счет обеспечения контроля неоднородностей и деформаций движущихся объектов и увеличение диапазона размеров контролируемых объектов. Излучение от источника t когерентного излучения коляимируется коллиматором 2 и, проходя через контролируемый объект, укрепленный в держателе 4, попадает в плоскость регистрирующей среды 5, где интерферирует с расходящимся после прохождения фокусирующего объектива 3 пучком. Дифракция дополнительного пучка на интерференционной картине приводит к его фокусировке за регистрирующей средой 5 При отсутствии неоднородностей в контролируемом объекте точка фокусировки находится на поверхности фоторегистратора 6. При наличии неоднородностей благодаря ограниченности апертуры фоторегистратора б излучение фокусируется а другую точку и сигнал на выходе фоторегистратора 6 уменьшается. 4 з. п. ф-лы, 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s G 01 В 9/021

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4698036/28 (22) 31.05,89, (46) 15,05,91. Бюл. М 18 (71) Московский инсти-;ут стали и сплавов (72) В. В. Калинкин, Е. И. Логинова, A. H. Малов, Ю. М. Селиванов, А, Г, Гриневский и 8. Г. Бахтин (53) 531.715. 1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Кг 1208474, кл, 6 01 В 9/021, 986. (54) ГОЛОГРАФИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ KOHTPGJlR НЕОДНОРОДНОСТИ

ПРОЗРАЧНЫХ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля неоднородности прозрачных объектов, Целью изобретения является повышение производительности контроля за счет получения интегральных по исследуемому объекту характеристик неоднородности и упрощение устройства за счет использования однолучевой схемы roИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля неоднородности прозрачных объектов.

Целью изобретения является повышение производительности контроля эа счет получения интегральных по исследуемому объекту характеристик неоднородности и упрощение устройства за счет использования однолучевой схемы голографического интерферометра, а также расширение класса исследуемых обьектов за счет обеспечения контроля неоднородностей и деформаций движущихся обьектов и увели»5U, 1649252 А1 лографического интерферометра, а также расширение класса исследуемых объектов за счет обеспечения контроля неоднородностей и деформаций движущихся обьектов и увеличение диапазона размеров контролируемых объектов. Излучение от источника 1 когерентного излучения коллимируется коллиматором 2 и, проходя через контролируемый объект, укрепленный в держателе 4, попадает в плоскость регистрирующей среды 5, где интерферирует с расходящимся после прохождения фокусирующего объектива 3 пучком. Дифракция дополнительного пучка на интерференционной картине приводит к его фокусировке за регистрирующей средой 5. При отсутствии неоднородностей в контролируемом объекте точка фокусировки находится на поверхности фоторегистратора 6. При наличии неоднородностей благодаря ограниченности апертуры фоторегистратора 6 излучение фокусируется в другую точку и сигнал на выходе фоторегистратора 6 уменьшается. 4 э. и. ф-лы, 3 ил. чение диапазона размеров контролируемых объектов.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — ход лучей в устройстве при контроле неоднородностей прозрачного объекта типа линз и трещин; на фиг. 3 — ход лучей в устройстве при контроле неоднородностей типа волнистости.

Устройство содержит расположенные последовательно на одной оптической оси источник 1 когерентного излучения, коллиматор 2, фокусирующий объектив

3, держатель 4 обьекта, который может быть установлен с возможностью поворота вокруг оптической оси устройства, регист1649252 рирующую среду 5, которая может быть самопроявляющейся, и фоторегистратор 6, расположенный от регистрирующей среды

5 на расстоянии, равном расстоянию от точки А фокуса фокусирующего объектива 3 до регистрирующей среды 5, и выполненный с ограниченной апертурой.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 1 когерентного излучения расширяется коллиматором 2 и пропускается через контролируемый прозрачный объект, закрепленный в держателе 4. Часть коллимированнаго пучка, распространяющаяся непосредственно вдоль оптической оси, попадает в апертуру фокусирующего объектива 3, который преобразует пучок в расходящийся, После объектива 3 пучок проходит через прозрачный контролируемый объект и попадает на регистрирующую среду 5, на которой фиксируется картина интерференции расходящегося и коллимированного пучков. При отсутствии неоднородностей в контролируемом объекте интерференционная картина представляет собой эонную пластинку Френеля, Дифракция коллимированного пучка на зафиксированной на регистрирующей среде 5 картине полос приводит к фокусировке пучка за средой 5, При отсутствии неоднородностей на контролируемом участке обьекта точка фокусировки симметрична положению фокуса объектива 3 относительно регистрирующей среды 5, Расположенный в этой точке фоторегистратор 6 с ограниченной апертурой фиксирует максимальную интенсивность. В случае же наличия неоднородностей излучение фокусируется не только в эту точку, поэтому из-за ограниченности апертуры фоторегистратора 6 фиксируется меньшая величина сигнала, которая характеризует интегральную оценку неоднородности исследуемого прозрачного объекта.

Поскольку апертура фоторегистратора коллиматора ограничена размером используемой оптики, то для расширения возможностей за счет расширения диапазона размеров контролируемых объектов, держатель 4 может быть установлен с воэможностью поворота вокруг оси, перпендикулярнойоптической оси устройства, 8 этом случае путем поворота объекта в держателе можно осветить всю поверхность ограниченным по апертуре коллимированным пучком, В случае контроля неоднородности движущихся прозрачных объектов регистрирующая среда 5 может быть самопроявляющейся, что обеспечивает одно времен н ое считывание и запись интерференционной картины в реальном масштабе времени.

В случае контроля неоднородностей прозрачного объекта типа трещин и сферических неоднородностей, образующих микролинзы, фоторегистратор 6 может быть выполнен с ограниченной апертурой диаметром d, удовлетворяющим соотношению

d =Л F/D, где Л вЂ” длина волны излучения источника 1 когерентного излучения; F — расстояние от точки фокуса обьектива 3 (точки А) до регистрирующей среды 5; 0 — диаметр зоны контроля, равный диаметру коллимированного пучка после коллиматора 2. В этом случае дефект, представляющий собой короткофокусную линзу диаметром Л, приводит к уменьшению сигнала на фоторегистраторе

6 в 1 — Л/D раз, Если объект контролируется на дефект типа волнистости, то изменяя апертуру фоторегистратора 6, возможно регулировать чувствительность устройства к выявляемой величине д волнистости. Если минимально

25 допустимый перид волнистости равен до, то апертура фоторегистратора выбирается диаметром d, удовлетворяющим соотношению d =Л F/äî.

Формула изобретения

1, Голографическое устройство для контроля неоднородности прозрачных объектов, содержащее источник когерентного

30 излучения и расположенные по ходу излучения коллиматор, держатель объекта, регистрирующую среду и фоторегистратор, и фокусирующий обьектив, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения производительности, фокусирующий объектив установлен между коллиматором и держателем, источник когерентного излучения, коллиматор, фокусирующий объектив, держатель объекта, регистрирующая среда и фоторегистратор установлены вдоль оптической оси устройства, а фоторегистратор выполнен с ограниченной апертурой и установлен от регис рирующей среды на расстоянии, равном расстоянию от точки фокуса фокусирующего объектива до регистрирующей

5О „„„„

2. Устройство по и. 1, отл ич а ю щеес я тем, что, с целью расширения класса исследуемых объектов за счет обеспечения контроля неоднородностей и деформаций

55 движущихся объектов, регистрирующая среда выполнена самопроявляющейся.

3, Устройство по и. 1, отл ич а ю щее, с я тем, что, с целью увеличения диапазона размеров контролируемых обьектов, держа1649252

Составитель В. Костюченко

Редактор В. Трубченко Техред M.Moðãåíòâë Корректор M. Демчик

Заказ 1867 Тираж 393 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 тель выполнен с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси устройства.

4. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения контроля 5 неоднородностей типа трещин и линз, диаметр б апертуры удовлетворяет соотношению

plF

0 10 гдето — длины волны излучения источника когерентного излучения;

F — расстояние от точки фокуса фокусирующего объектива до регистрирующей среды; Π— диаметр зоны контроля.

5. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения контроля неоднородностей типа волнистости, диаметр б апертуры удовлетворяет соотношению

A,F где до — минимально допустимый период волнистости.