SU1552005A1 - Устройство дл расшифровки сдвиговых спекл-интерферограмм - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет определени  направлени  вектора смещени  и упрощение настройки устройства за счет исключени  операции ориентации - интерферограммы. Устройство состоит из оптически св занных сканатора 3, линз 5 и 6, оборачивающей призмы 7 и блока 8 измерени  угла поворота, растра 12 и фотоприемника 14, коммутатора 15 и измерител  18 разности фаз. По набору разностей фаз сигналов, полученных при падении двух лучей на спекл-интерферограмму 21 при различных углах поворота плоскости падени , определ ют проекции вектора смещени  диффузного объекта на оси координат. 2 ил.

Description

ю

о о

СП

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл  определени  вектора смещени  диффузно отражающих объектов Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет определени  направлени  вектора смещени  и упрощение настройки устройства за счет исключени  операции ориентации спекл-интерферограммы.

На фиг,1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы электрических сигналов на выходах, блоков устройства.

Устройство состоит из оптически св занных установленных последовательно по ходу лучей источника 1 когерентного излучени , отклон ющего элемента 2, ска атора 3 с зеркалом 4, линз 5 и 6, оборачивающей призмы 7 с блоком 8 измерени , угла поворота, оборачивающей призмы 9, объектива 10, призменной панкратической системы 11, растра 12, линзы 13 и фотоприемника 14, коммутатора 15, вход которого подключен к выходу фотоприемника 14, резонансных усилителей 16 и 17, входы которых подключены к выходам коммута- I тора 15, измерител  18 разности фаз, входы которого подключены к выходам усилителей 16 и 17, генератора 19 пр моугольных импульсов,, выход которого подключен к выходам усилителей 16 и 17,, генератора 19 пр моугольных импульсов, выход которого подключен к управл ющему входу коммутатора 15, и аттенюатора 20, включенного между выходом генератора 19 и входом сканатора 3.

Устройство работает следующим образом.

Спекл-интерферограмма 21 с заре- ; гистрированными на ней спекл-картинами от объекта в возмущенном и невоз- мущенном состо ни х устанавливаетс  в заднюю фокальную плоскость линзы 6.

Пучок света от источника 1 когерентного излучени  после отражени  от элемента 2 попадает на зеркало 4 сканатора 3. Одновременно на сканатор подаетс  пр моугольное напр жение с периодом Тм, поступающее с генератора 19 через аттенюатор 20, Под действием пр моугольного напр жени  зеркало сканатора приходит в колебательное движение. Зеркало колеблетс  вокруг оси сканатора, перпендикул рной к плоскос.ти чертежа. Период колебаний

5

Q 5 п

5

0

0

5

равен Т ц., углова  амплитуда колебаний - 1/2ft 0. Так как в исходном положении зеркало 4 перпендикул рно к оптической оси устройства, то падающий на зеркало 4 пучок света отклон етс  последним на угол ot0 по обе стороны от оптической оси устройства с периодом, равным То.. Отклон ющий элемент 2 одновременно выполн ет функции экрана: его размеры выбраны так, что он экранирует линзу 5 от световых пучков, соответствующих промежуточным положени м сканатора 3, т.е„ дл  углов отклонени  /oi / 0 Поэтому световые пучки г. и г„, пройд  линзы 5 и 6, оборачивающую призму 7, поочередно освещают спекл- интерферограмму 21.

Интерференционные полосы формируютс  в задней фокальной плоскости объектива 10 на поверхности растра 12. Оборачивающа  призма 9 и приз- менна  панкратическа  система 11 предназначены дл  настройки интерференционных полос: с помощью вращени  оборачивающей призмы 9 вокруг оптической оси устройства подстраиваетс  ориентаци  полос, с помощью панкратической системы 11 - период.

При движении растра 12 косинусо- идальное распределение интенсивности в интерференционных полосах переходит в косинусоидальное изменение во времени суммарного светового сигнала на выходе растра, а пространственна  фаза полос - в фазу сигнала.

Линза 13 фокусирует световой сигнал на фотоприемник 14, электрический сигнал с выхода которого через коммутатор 15 подаетс  на резонансные

усилители 16 и 17. i

Так как спекл-фотографи  освещаетс  двум  световыми пучками г, и гЈ , существование которых разделено во времени, в задней фокальной плоскости объектива10 локализованы две системы интерференционных полос,также существующие в различные моменты времени . Соответственно на выходе фотоприемника 14 присутствуют два электрических сигнала, существование которых также разделено во времени, так как каждый из сигналов об зан своим происхождением соответственно одной из двух систем полос. Дл  разведени  электрических сигналов на резонансные усилители 16 и 17 в устройстве предусмотрена электронна  коммутаци .

Коммутатор 15 управл етс  тем же пр моугольным напр жением, что подаетс  на сканатор 3. С выходов усилителей сигналы поступают на входы измерител  18 разности фаз.

Процесс формировани  электрических сигналов по сн етс  с помощью фиг.2, где UЈ - пр моугольное напр жение с выхода генератора 19; U. - сигнал с выхода фотоприемника; U, , - сигналы с выходов коммутатора соответственно от первой и второй систем интерференционных полос; V,, , V2 - огинат , р - угол между осью X и плоскостью падени , Д - длина волны. Измерив несколько разностей фаз дл  различных $ можно найти dx и du, , т.е. определить вектор смещени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   JQ Устройство дл  расшифровки сдвиговых спекл-интерферограмм, содержащее оптически св занные источник когерентного излучени , отклон ющий элемент, объектив, щелевой растр,

   бающие сигналов и игв соответ ст- j«j установленный с возможностью перемевенно; U, U2 - сигналы с выходов резонансных усилителей 18 и 19;

   2

   Т --г- - период сигнала; СО - частота сигнала; - разность фаз сигналов.

   Резонансные усилители 16 и 17 на20

   щени  перпендикул рно оптической оси объектива, и фотоприемник, резонансный усилитель и измеритель разности фаз, первый вход которого подключен к выходу резонансного усилител , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет определени  направлени  вектора смещени  и упрощени  настройки устройства, оно снабжено последовательно установленными оптически св занными с отклон ющим элементом сканатором, телескопической фокусирующей системой, первой оборачивающей призмой с блоком измерени  угла поворота и второй оборачивающей призмой, панкратической оптической системой, установленной между объективом и растром, фокусирующей линзой, установленной между растром и фотоприемником , коммутатором, вход которого подключен к выходу фотоприемника а первый выход - к входу первого резонансного усилител , вторым резонансным усилителем, включенным между вторым выходом коммутатора и вторым входом измерител  разности фаз, и генератором пр моугольного напр жени , выход которого подключен к управл ющим входам коммутатора и сканатора, отклон ющий элемент расположен между сканатором и телескопической фокусирующей системой.

   стрЪены на частоту СО ,

   со - -f,

   Л0

   где Х0 - период растра; V - скорость движени  растра. В процессе измерений сигналы U и U2 с выходов резонансных усилителей 16 и 17 поступают на входы измерител  18 разности фаз. С помощью оборачивающей призмы 7 поворачивают плоскость падени  лучей на спекл-интерферограмму 21. Разность фаз, измер ема  измерителем 18, зависит от угла поворота плоскости падени  и от вектора смеще- ни  следующим образом:

   f2dx sinoi0 cos/2 +

   ГЧ

   fll ---

   PJ

   sinod,

   sin

   где dx и du - проекции вектора смещени  на ось X, перпендикул рную плоскости чертежа фиг.1, и ось У, лежащую в плоскости чертежа фиг.1, причем оси X, У и ось Z, параллельна  оптической оси устройства, образуют ортогональную систему коорди155200 6

   нат, р - угол между осью X и плоскостью падени , Д - длина волны. Измерив несколько разностей фаз дл  различных $ можно найти dx и du, , т.е. определить вектор смещени .

   Формула изобретени 

   Устройство дл  расшифровки сдвиговых спекл-интерферограмм, содержащее оптически св занные источник когерентного излучени , отклон ющий элемент, объектив, щелевой растр,

   5

   0

   5

   0

   5

   щени  перпендикул рно оптической оси объектива, и фотоприемник, резонансный усилитель и измеритель разности фаз, первый вход которого подключен к выходу резонансного усилител , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет определени  направлени  вектора смещени  и упрощени  настройки устройства, оно снабжено последовательно установленными оптически св занными с отклон ющим элементом сканатором, телескопической фокусирующей системой, первой оборачивающей призмой с блоком измерени  угла поворота и второй оборачивающей призмой, панкратической оптической системой, установленной между объективом и растром, фокусирующей линзой, установленной между растром и фотоприемником , коммутатором, вход которого подключен к выходу фотоприемника а первый выход - к входу первого резонансного усилител , вторым резонансным усилителем, включенным между вторым выходом коммутатора и вторым входом измерител  разности фаз, и генератором пр моугольного напр жени , выход которого подключен к управл ющим входам коммутатора и сканатора, отклон ющий элемент расположен между сканатором и телескопической фокусирующей системой.

   Ну

   Ту

   гттшт

   (/,

   tt

   1В

   Фие.2