SU1140533A1 - Устройство дл регистрации и восстановлени интерферограмм фазовых объектов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИНТЕРФЕРОГРАММ ФАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ, содержащее источник когерентного излучени , оптически св занные с источником через светоделитель системы формировани  сигнальных и опорного потоков излучени , включающие отражающие элементы и расширители светового потока , причем точка пересечени  оптических осей систем формировани  сигналимых потоков совпадает с областью размещени  регистрируемого объекта, и регистратор, выполненный в виде подложки с . нанесенным на нее светочувствительным слоем, при этом оси систем формировани  сигнальных и опорных потоков излучёйи  совмещены на регистраторе, о т л ичающеес  тем, что, с целью расширени  класса исследуемых объектов при повьшении точности регистрации , в него введены экраны, которые расположены между расширите7 siRem светового потока в системах формировани  сигнального потока и регистратором с возможностью перемещени  и зеркала, которые размещены относительно расширителей светового потока,так что каждому расширителю соотнесено зеркало,угол между нормалью которого к плоскости регистратора и оптической осью расширител  равен углу между нормалью к плоскости регистратора и направлением на центр зеркала, а в регистра- . торе между подложкой и светочувствительным слоем выполнено отражающее покрытие. СП 00 00

Description

Изобретение относитс  к гологра фической интерферометрии и может найти применение при использовании различных состо ний фазовых микрообъектов . Известно устройство дл  регистр ции голографических интерферограмм фазовых микрообъектов - голографический треХракурсньй микроскоп,содержащее источник когерентного излучени , систему формировани  пред метных и опорных потоков излуче-. ни , систему проецирующих элементов и регистрирующие элементы m . Недостатком данного устройства  вл етс  необходимость размещени  проецирующих элементов (микрообъективов ) на рабочих рассто ни х ( мм) от объекта, т,е, невозможность регистрации микрообъектов размещенных в камерах, полост х и т .п. Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс  устройство дл  регистрации и восста новлени  интерферограмм фазовых объ ектов, содержащее источник когерентного излучени , оптически св занные с источником через светодели тель системы формировани  сигнальны и опорного потоков излучени , включающие отражающие элементы и расширители светового потока, причем точка пересечени  оптических осей систем формировани  сигнальных потоков совпадает с областью размещени  регистрируемого объекта, и регистратор , .выполненный в виде подложки- с нанесенным на нее светочувствительным слоем, при этом оси сис тем формировани  сигнальных и опорных потоков излучени  совмещены на регистраторе. Описанное устройство не позвол ет регистрировать многоракурсные интер ферограммы фазовых микрообъектов 2j . Целью изобретени   вл етс  расщирение класса исследуемых объектов при повышении точности регистрации Дл  достижени  поставленной цели в устройство дл  регист-рации и восстановлени  интерферограмм фазовых объектов, содержащее источник когерентного .излу1ени , оптически св занные с источником через светоделитель системы формировани  сигнальных и опорного потоков излучени , включающие отражающие элементы 332 и расширители светового потока,причем точка пересечени  оптических осей систем формировани  сигнальных потоков совпадает с областью размещени  регистрируемого объекта, и регистратор, выполненньй в виде подложки с нанесенным на нее светочувствительным слоем, при этом оси систем формировани  сигнального и опорного потоков излучени  совмещены на регистраторе, введены экраны , расположенные между расишрител ми светового потока и регистратором с возможностью перемещени , и зеркала , которые размещены относительно расширителей светового потока таким образом, что каждому расширителю системы соотнесено зеркало, угол между нормалью которого к плоскости регистратора и оптической осью расширител  равен углу между нормалью к плоскости регистратора и направлением на центр зеркала, в регистраторе между подложкой и светочувствительным слоем выполнено отражающее покрытие. На чертеже приведена оптическа  схема устройства дл  регистрации фазовых микрообъектов , (дл  упрощени  понимани  на схеме изображены элементы , обеспечивающие лишь четыре направлени  просвечивани  объектов). Устройство содержит источник когерентного излучени  1, светоделитель 2, систему .формировани  сигнальных потоков излучени , выполненную в виде наборов отражающих элементов 3-4, 5-6, 7-8, 9-10 и расширителей светового потока 11-14,сйстему формировани  опорного потока, выполненную в виде отражающего элемента 15 и расширител  светового потока 16, систему плоских зеркал 17-20 с коэффИ1щентами отражени , близкими к 100%, систему экранов 2124 и регистратор 25. Причем отражающие элементы 3, 5, 7, 9 системы формировани  сигнальных потоков излучени  расположены таким образом, что отраженные от них нерасширенные потоки когерентного излучени  пересекаютс  в точке, совпадающей с областью размещени  исследуемого объекта, расширители 11-14 и 16 систем формировани  сигнальных и опорного потоков излучени  размещены позади отражателей 4,6,8,10, 15 соответственно таким образом,что

I

их оптические оси пересекаютс  в одной точке в плоскости регистратора 25, система плоских зеркал 17-20 и система экранов 21-24 размещены между расширител ми светового потока 11-14 и регистратором 25, при этом каждьй из экранов 21-24 может перемещатьс  по окружнйстй с центром в точке пересечени  оптических осей расширителей светового потока 11-14. Система плоских зеркал 17-20 размещена относительно системы расширителей светового потока 11-14 таким образом, что каждому расширителю системы 11-14 соотнесено зеркало системы 17-20, при этом углы между нормалью к плоскости регистратора 25 и оптическими ос ми каждого из расширителей 11-14 равны углам между нормалью к плоскости регистратора и направлени ми на центр каждого из соответствующих зеркал системы 17-20. Регистратор снабжен со стороны, противоположной направлению падени  на него сигнальных и опорного потоков, отражательным покрытием с коэффициентом отражени , близким к 100%.

Устройство работает следующим образом.

Поток когерентного излучени  лазера 1 дел т светоделителем 2 на сигнальные и опорный потоки, которые направл ют соответственно на отражающие элементы 3, 5, 7, 9 и 15, обеспечивающие заданные направлени  распространени  этих потоков при этом нерасширенные сигнальные потоки пересекают под заданными углами область размещени  фазового микрообъекта, после чего их направл ют отражательными элементами 4, 6, 8, 10 в расширителе светового потока 11-14, а затем совмещают на регистраторе 25. Нерасширенньш опорный поток с помощью отражательного элемента 15 направл ют в расширитель светового потока 16, и затем совмещают с сигнальными потоками на регистраторе 25. На регистраторе 25 записывают .голограммы фазового микрообъекта, соответствующие заданным направлени м et-o просвечивани . На стадии восстановлени  голограмм каждьиЧ из экранов 2 Т-24 располагают между регистратором 25 и соответствующим расширителем систе0533 .

мы 11-14 перпендикул рно его оптической оси. Освещают регистратор 25 потоком, сформированным расширителем 16, т.е. идентичным опорному 5 потоку при записи, и восстанавливают голограммы, соответствующие каждому из направлений просвечивани  фазового микрообъекта, т.е. каждому из сигнальных потоков, сформированных

О расширител ми 11-14. При этом дл  каждого из направлений, задаваемых расширител ми 11-14, восстанавливаютс  два изображени : мнимое - с помощью волнового фронта, сформиро5 ванного расширителем 16, и действительное - с помощью непродифрагировавшей на голограмме части этого волнового фронта, отраженной от нанесенного на регистратор отражательного сло .

20 При этом восстановленный поток, формирующий мнимое изображение, отражаетс  от отражательного сло  регистратора 25 и направл етс  на расположенное перпендикул рно к направлениюего распространени  соответствующее

зеркало системы зеркал 17-20.После этого отраженный от зеркала и вновь отраженный от отражательного сло  регистратора поток попадает на соответствующий экран системы 21-24. Восстановленньй сопр женный поток,

формирующий действительное изображение , попадает на тот же экран системы 21-24. Таким образом, в направлении регистратор-экран распростран ютс  два сопр женных, интерферирующих между собой волновьк фронта, и на экране наблюдают увеличенную интерференционную картину фазового микрообъекта с удвоенным по сравнению с обычной интерферограммой сдвигом полос. Допустимо многократное увеличение чувствительности измерений по описанному принципу при использовании на стадии восстановлени  сопр женных волн высших пор дков дифракции. На системе экранов 21-24 . наблюдают увеличенные интерферограммы исследуемого микрообъекта с

повьш1енной чувствительностью, соответствующие различным направлени м его просвечивани .

Известными устройствами не представл етс  возможным регистрировать

многоракурсные увеличенные интерферограммы фазовых микрообъектов, в том числе размещенных в камерах, смотровых кюветах, и т.п., так как в та5 . кнх устройствах дл  получени  увел ченных изображений необходимо размещать проецирующие элементы на близких (фокусных) рассто ни х от исследуемого микрообъекта, и кроме того, в них не предусмотрена возмо ность повьшени  чувствительности получаемых интерферограмм. Решить эту техническую задачу позвол ет за вленное устройство за счет введени  системы расширителей светово го потока, каждый из которых рас .положен в соответствующей ему сист ме формировани  сигнального потока и в системе формировани  опорного потока за областью размещени  регистрируемого микрообъекта, что обеспечивает регистрацию голограмм увеличенных изображений волновых фронтов, прошедших через микрообъект , а также за счет введени  экранов и блока плоских зеркал, ра положенных между расширител ми светового потока и регистратором с нанесенным между подложкой и све чувствительным слоем отражательным слоем, обеспечивающих совмещение 3 восстановленных сопр женных волновых фронтов первого или высших пор дков дифракции и визуализацию интерференционных изображений с повьш1енной чувствительностью. Таким образом, при освещении фазовой неоднородности нерасширенным потоком когерентного излучени  удаетс  увеличить рассто ние от объекта до проецирующих элементов и тем самым расширить класс исследуемых объектов. Совмещение восстановленных сопр женных волновых фронтов приводит к повьш ению чувствительности, что повьш1ает точность регистрации и дополнительно расшир ет класс исследуемых объектов. Изобретение может найти применение при измерени х физических параметров прозрачных микрообъектов,в том числе расположенных внутри экспериментальных камер, смотровых кювет большого размера, таких как стекловолокна, биологические объекты , плазма, микровзрывы в жидкости или газе. .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИНТЕРФЕРОГРАММ ФАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ, содержащее источник когерентного излучения, оптически связанные с источником через светоделитель системы формирования сигнальных и опорного потоков излучения, включающие отражающие элементы и расширители светового потока, причем точка пересечения оптических осей систем формирования сигналййых потоков совпадает с областью размещения регистрируемого объекта, и регистратор, выполненный в виде подложки с . нанесенным на нее ; Светочувствительным слоем, при этом оси систем формирования сигнальных и опорных потоков излучейия совмещены на регистраторе, о т л ичающееся тем, что, с целью расширения класса исследуемых объектов при повышении точности' регистрации, в него введены экраны, которые расположены между расширите^ ля ми светового потока в системах формирования сигнального потока и регистратором с возможностью перемещения J и зеркала, которые размещены относительно расширителей светового потока,так что каждому расширителю соотнесено зеркало,угол между нормалью которого к плоскости регистратора и оптической осью расширителя равен углу между нормалью к плоскости регистратора и направлением на центр зеркала, а в регистраторе между подложкой и светочувствительным слоем выполнено отражающее покрытие.