Оптико-электронное устройство контроля элементов дифракционной оптики

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ ДИФРАКЦИОННОЙ ОПТИКИ(71) Заявитель Учреждение образования Гродненский государственный университет имени Янки Купалы(72) Автор Ляликов Александр Михайлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Гродненский государственный университет имени Янки Купалы(57) Оптико-электронное устройство контроля элементов дифракционной оптики, включающее источник света с оптической системой формирования коллимированного зондирующего светового пучка, контролируемый элемент дифракционной оптики, установленный по ходу зондирующего пучка, оптическую систему пространственной фильтрации в виде первого объектива и непрозрачной нити, установленной в задней фокальной плоскости первого объектива, приемную систему, включающую фотоприемник, отличающееся тем, что между непрозрачной нитью и фотоприемником установлен второй объектив, а приемная система дополнена блоком обработки сигналов и индикации, соединенным с фотоприемником. 78212011.12.30 Полезная модель относится к области лазерной измерительной техники, в частности к устройствам контроля различных параметров периодических структур, и может быть использована в оптическом производстве при контроле качества элементов дифракционной оптики. Известно оптико-электронное устройство контроля элементов дифракционной оптики,включающее источник света с оптической системой формирования коллимированного зондирующего светового пучка, контролируемый элемент дифракционной оптики, установленный по ходу зондирующего пучка, оптическую систему пространственной фильтрации в виде первого объектива и непрозрачной нити, установленной в задней фокальной плоскости первого объектива, приемную систему, включающую фотоприемник 1. Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа. Недостатком известного технического решения является сложности в реализации автоматизации контроля качества элементов дифракционной оптики. Сущность полезной модели заключается в том, что оптико-электронное устройство контроля элементов дифракционной оптики, включающее источник света с оптической системой формирования коллимированного зондирующего светового пучка, контролируемый элемент дифракционной оптики, установленный по ходу зондирующего пучка, оптическую систему пространственной фильтрации в виде первого объектива и непрозрачной нити, установленной в задней фокальной плоскости первого объектива, приемную систему, включающую фотоприемник, дополняют новыми признаками. Между непрозрачной нитью и фотоприемником установлен второй объектив, а приемная система дополнена блоком обработки сигналов и индикации, соединенным с фотоприемником. Полезная модель направлена на автоматизацию операции технического контроля элементов дифракционной оптики. На фигуре изображена оптическая схема заявляемого оптико-электронного устройства контроля элементов дифракционной оптики. Оптико-электронное устройство контроля элементов дифракционной оптики, включает источник света 1 с оптической системой формирования коллимированного зондирующего светового пучка в виде микрообъектива 2 и коллимирующего объектива 3, фильтрующей диафрагмы 4. Контролируемый элемент 5 дифракционной оптики установлен по ходу зондирующего пучка. Устройство содержит оптическую систему пространственной фильтрации в виде первого 6 объектива и непрозрачной нити 7, установленной в задней фокальной плоскости первого 6 объектива, приемную систему, включающую фотоприемник 8. Между непрозрачной нитью 7 и фотоприемником 8 установлен второй 9 объектив. Приемная система снабжена блоком 10 обработки сигналов и индикации, соединенным с фотоприемником 8. Непрозрачная нить 7 может быть установлена в держатель 11, обеспечивающий перемещение нити в плоскости, перпендикулярной оптической оси устройства. В качестве источника света можно использовать полупроводниковый или газовый лазер. Возможно также использование светодиода. Блок 10 обработки сигналов и индикации может быть выполнен в виде усилителя,блока формирования опорного электрического сигнала, блока сравнения сигналов и индикатора 2. Рассмотрим работу оптико-электронного устройства контроля элементов дифракционной оптики на примере волоконно-оптической пластины. Излучением источника света 1 с помощью микрообъектива 2 и точечной диафрагмы 4 диаметром 15 мкм, установленной строго в задней фокальной плоскости микрообъектива, формируется точечный источник света. Объективом 3 световой пучок коллимируется и освещает элемент 5 дифракционной оптики, в частном случае торец волоконно-оптической пластины. Данная пластина представляет собой регулярную гексагональную укладку спеченных многожильных оптиче 2 78212011.12.30 ских жгутов (длина стороны правильного шестиугольника 500 мкм), а каждый жгут - регулярную гексагональную укладку оптических волокон средним диаметром 6,7 мкм. Отраженный световой пучок от элемента 5 дифракционной оптики, в частном случае от исследуемой волоконно-оптической пластины, испытывает дифракцию на гексагональной периодической структуре оптических волокон. Боковые максимумы дифракционного спектра формируются в задней фокальной плоскости первого 6 объектива и могут быть использованы для визуализации отклонения шага укладки оптического волокна, т.к. уширение бокового дифракционного максимума в основном связано с отклонением шага от некого среднего значения периода укладки оптического волокна по образцу вдоль направления прямой, соединяющей данный дифракционный максимум и центральный. Дифракционный максимум, сформированный в задней фокальной плоскости первого 6 объектива,перекрывается непрозрачной нитью 7. Точность установки положения нити 7 по отношению к дифракционному максимуму регулируется перемещением держателя 11. Толщина непрозрачной нити 7 определяется параметрами контроля отклонения шага укладки оптического волокна в волоконно-оптической пластине, т.е. отклонением шага укладки от некого среднего значения. Таким образом, световые пучки, дифрагированные на зонах торца пластины, в которых шаг укладки оптического волокна превышает установленную норму, будут проходить мимо непрозрачной нити 7 и вторым 9 объективом фокусироваться на фотоприемнике 8. Световые пучки, дифрагированные на зонах торца пластины, в которых шаг укладки оптического волокна соответствует норме, будут задерживаться непрозрачной нитью 7. Таким образом, мерой соответствия волоконнооптической пластины норме может быть величина светового потока, сформированного на фотоприемнике 8. Световой поток, попадающий на фотоприемник 8, преобразуется в электрический сигнал, который поступает в блок 10 обработки сигналов и индикации, где обрабатывается. Блок обработки сигналов и индикации выдает результат контроля соответствия элемента дифракционной оптики норме соответствует или не соответствует норме. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3