Устройство для визуализации сечений оптических неоднородностей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 538324

Б ( (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено23.09.75 (21) 2176297/10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано05. 12.76.Бюллетень №45 (45) Дата опубликования описания17.03.77 (51) M. Кл.о

С, 02 В 27/38

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 535.319 (О88.8 ) (72) Авторы изобретения

В. А. Арбузов, А. Г. Полешук и В. A. Федоров

Институт автоматики и электрометрии

Сибирского отделения АН СССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ СЕЧЕНИЙ ОПТИЧЕСКИХ

НЕОДНОРОДНОСТЕЙ

Изобретение относится к области прикладной оптики и может быть использовано для исследования локальных характеристик оптических неоднородностей.

Известны устройства для визуализации сечений оптических неоднородностей, состояшие из источника света, конденсора, диафрагмы в виде решетки, коллиматора, объективов прямого и обратного фурье-преобразования и визуализируюшей маски(2, 31.

Наиболее известно устройство, содержашее источник света, конденсорный объектив, диафрагму, коллимируюший объектив, объективы прямого и обратного фурье-преобразования и регистрируюшее устройство (1), Недостатками этого устройства являются большие световые потери и глубина резкости, а также сложность юстировки.

Белью изобретения является уменьшение световых потерь и глубины резкости при одновременном упрощении юстировки.

Для этого в предлагаемом устройстве на выходе коллимируюшего объектива установлена двухмерная дифракционная решетка, а в задней фокальной плоскости объектива прямого фурье-преобразования установлен комплексный фильтр простран5 ственных частот, причем фильтр выполнен в виде расположенных в шахматном порядке квадратных полуволновых фазовых пластинок, у которых места соприкосновения диагонально смежных квадратов сов10 мешены с изображениями центров порядков дифракции решетки.

На чертеже представлена принципиальная оптическая схема предложенного устройства.

Устройство состоит из источника света, например лазера 1, конденсорного объектива 2, диафрагмы 3, коллимирующего объектива 4, двухмерной дифракционной решетки 5, объектива прямого фурьепреобразования 6, фильтра пространственных частот 7, объектива обратного фурьепреобразования 8 и регистрируюшего устройства, например, фотоматериала 9.

Устройство работает следующим образом.

538324

Световой поток от лазера 1 через конденсор 2 поступает на диафрагму 3. Qaлее поток коллимируется объективом 4 и направляется к двухмерной фазовой решетке 5. Проходя решетку, свет разлагается на ряд лучей (плоских волн), распространяющихся под различными углами к оптической оси устройства. После прохождения через среду каждая волна оказывается промодулированной по фазе. Объектив 6 10 воспринимает эти волны и формирует в своей задней фокальной плоскости пространственные частотные спектры промодулированных волн. В этой же плоскости помещен фильтр пространственных частот 7, у которого каждый "темный" квадрат представляет собой полуволновую фазовую пластинку, а "светлые" квадраты дают нулевой фазовый сдвиг. Размеры квадратов таковы, что центр каждого порядка дифракции парциаль- З ной плоской волны совмещается с точкой соприкосновения соответствующих диагонально смежных квадратов фильтра.

За фильтром расположен объектив 8 обратного фурье-преобразования, а в выходной плоскости устройства помещена регистрирующая среда.

Эквивалентная угловая апертура осветителя (элементы 1-5 ) больше, чем в известном устройстве, а глубина резкости соответственно меньше. Юстировка проще, чем в известном устройстве, так как поворот решетки 5 в пространстве позволяет менять расстояние между центрами спектров парциальных волн и соответственно устанавливать их в точки соприкосновения сразу четырех квадратов поля. Потери света, в силу фазового характера лучерасщеплялякщей решетки 5 и фильтра 7, меньше, 40 чем в известном устройстве.

Предложенное устройство расширяет класс оптических неоднородностей, подвергаемых изучению.

Формула изобретения

1 . Устроиство для визуализации сечений оптических неоднородностей, содержащее источник света, конденсорный объектив„ диафрагму, коллимирующий объектив, объективы прямого и обратного фурье-преобразования и регистрирующее устройство, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения световых потерь и глубины резкости при одновременном упрощении юстировки, на выходе коллимирующего объектива установлена двухмерная дифракционная решетка, а в задней фокальной плоскости объектива прямого фурье — преобразования установлен комплексный фильтр пространственных частот.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что фильтр пространственных частот выполнен в виде расположенных в шахматном порядке квадратных полуволновых фазовых пластинок, у которых места соприкосновения диагонально смежных квадратов совмещены с изображениями центров порядков дифракции решетки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Васильев Л. А. Теневые методы.

"Наука", 1968 г., стр. 55.

2, Авторское свидетельство СССР № 172106, кл. & 02 В 27/00, 1965 г, 3. " .Scient 3 strum и, 1962 г., ч.39, № 4.