Способ сравнительного анализа формы волновых фронтов некогерентных световых пучков разной длины волны

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА ФОРМЫ ВОЛНОВЫХ ФРОНТОВ НЕКОГЕРЕНТНЫХ СВЕТОВЫХ ПУЧКОВ РАЗНОЙ ДЛИНЫ ВОЛНЫ(71) Заявитель Учреждение образования Гродненский государственный университет имени Янки Купалы(72) Авторы Ануфрик Славамир Степанович Лявшук Ирина Александровна Ляликов Александр Михайлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Гродненский государственный университет имени Янки Купалы(56) Игнатов А.Б. Двухдлинноволновая одно-экспозиционная голографическая интерферометрия плазмы // ЖТФ. 1971. - Т. . - Вып. 2. - С. 417-423.1670378 1, 1991.484703 , 1992. Буть А.И. Настройка на муаровые полосы конечной ширины при оптической обработке изображений амплитудной периодической решетки, искаженных восстановленным волновым фронтом // ЖТФ. - 1999. - Т. 69. - Вып. 2. - С. 130132.(57) Способ сравнительного анализа формы волновых фронтов некогерентных световых пучков разной длины волны, включающий получение интерферограмм бокового сдвига для первого и второго световых пучков с длинами волн 1 и 2 соответственно, их совмещение в плоскости регистрации и определение искомой разницы волновых фронтов по зарегистрированной картине, отличающийся тем, что интерферограммы для указанных световых пучков получают с настройкой на полосы конечной ширины с одинаковыми периодами расположения, величины боковых сдвигов 1 и 2, соответствующих интерферограммам для первого и второго пучков и задаваемых в одном направлении ,определяют из соотношения а указанную разницу формы волновых фронтов определяют путем вычисления характеризующей ее функции (, ) посредством описывающего зарегистрированную муаровую картину выражения( , ) 1 ,2 где 1/12/20,- целое число. Изобретение относится к области оптической диагностики параметров световой волны, т.е. к измерительной технике. Широко известны способы определения формы волновых фронтов, заключающиеся в получении интерферограмм, в частности бокового сдвига, для первого и второго световых пучков, совмещении интерферограмм, в частности при регистрации их на одной общей фотопластине и определении искомой разницы волновых фронтов первого и второго пучков по муаровой или интерференционной картине 1, 2. Однако известные способы не позволяют проводить сравнительный анализ волновых фронтов световых пучков разной длины волны. В качестве прототипа выбран интерференционный способ сравнительного анализа формы волновых фронтов некогерентных световых пучков разной длины волны 3. Сущность известного способа заключается в получении интерферограмм бокового сдвига для первого и второго световых пучков с длинами волн 1 и 2 соответственно, их совмещении в плоскости регистрации и определении искомой разницы волновых фронтов по зарегистрированной картине. Недостатком данного способа является его работоспособность только для длин волн, отношение которых кратно целому числу. В противном случае требуется знание формы волнового фронта одного из световых пучков. Сущность изобретения заключается в том, что в интерференционном способе сравнительного анализа волновых фронтов некогерентных световых пучков разной длины волны, включающем получение интерферограмм малого бокового сдвига для первого и второго световых пучков с длинами волн 1 и 2 соответственно, их совмещение в плоскости регистрации и определение искомой разницы волновых фронтов по зарегистрированной картине, вводят новые признаки интерферограммы для указанных световых пучков получают с настройкой на полосы конечной ширины с одинаковыми периодами расположения,величины боковых сдвигов 1 и 2, соответствующих интерферограммам для первого и второго световых пучков и задаваемых в одном направлении , определяют из соотношения 1 1 а указанную разницу формы волновых фронтов определяют путем вычисления характеризующей ее функции (, у) посредством описывающего зарегистрированную муаровую картину выражения 9915 1 2007.10.30 Совокупность существенных признаков позволяет достичь технического результата повысить достоверность измерений за счет уменьшения исходных данных об исследуемых световых пучках при определении разности формы волновых фронтов. В заявляемом способе, в отличие от прототипа, для решения данной задачи не требуется знание формы волнового фронта одного из пучков. Условие обеспечения изобретательского уровня в заявляемом способе достигается тем, что совокупность признаков, отличающих заявляемый способ от прототипа, не обнаружена и не вытекает из уровня техники явным образом. На чертеже приведена принципиальная оптическая схема устройства, обеспечивающего реализацию заявляемого способа. Устройство, обеспечивающее осуществление заявляемого способа, содержит первый 1 и второй 2 интерферометры переменного бокового сдвига с возможностью регулировки величин боковых сдвигов 1 и 2 интерферирующих пучков, светоделитель 3, плоскость 4 для наблюдения или регистрации муаровой картины. Интерферометр бокового сдвига 1 или 2 может быть выполнен на базе голографической системы с двумя дифракционными решетками 4. Интерференционный способ сравнительного анализа формы волновых фронтов некогерентных световых пучков разной длины волны осуществляется следующим образом. Направляют исследуемые первый и второй световые пучки с длинами волн 1 и 2 в интерферометры бокового сдвига 1 и 2 соответственно. Задают в интерферометрах 1 и 2 различающиеся величины боковых сдвигов 1 и 2 для первого и второго световых пучков вдоль одного направления, что обеспечивает изменение чувствительности измерений,причем величины боковых сдвигов определяют из соотношения.22 Настройку полос сдвиговых интерферограмм осуществляют на полосы конечной ширины. Светоделителем 3 совмещают в плоскости 4 интерферограммы бокового сдвига,полученные от первого (в интерферометре 1) и второго (в интерферометре 2) световых пучков. При совмещении интерферограмм бокового сдвига с настройкой на полосы конечной ширины образуется муаровая картина, по которой определяют разницу формы волновых фронтов первого и второго световых пучков. Докажем возможность исключения функции, описывающей форму волнового фронта светового пучка, при сравнительном анализе формы волновых фронтов световых пучков с произвольным отношением длин волн 1 и 2. Фазы исследуемых волн имеют вид 1 (,) где функции 1(,) и 2(,) описывают поверхность волновых фронтов. Причем, например, вторую функцию можно представить где (,) описывает искомую разницу формы волновых фронтов первого и второго пучков. Предположим, что сдвиги 1 и 2 малы и задаются параллельно и вдоль оси , а полосы настройки интерферограмм бокового сдвига ориентированы параллельно оси у, 3 9915 1 2007.10.30 причем величины периодов полос настройки для интерферограмм равны Т. В этом случае распределение интенсивностей в интерферограммах бокового сдвига для каждого из исследуемых пучков в плоскости 4 будет иметь вид(,)2 1 (,)11 1 Очевидно, что величины сдвигов 1 и 2 определяют чувствительность измерений производных фазы в (5) и (6). Интерферограммы (5) и (6) в плоскости 4 накладываются друг на друга. Результирующее распределение интенсивности в плоскости 4 определится суммированием (5) и (6) вследствие некогерентности первого и второго пучков 22 ( ,) 1 1 ( ,) Картина муаровых полос характеризует низкочастотную модуляцию структуры опорных полос периода Т. Середины муаровых полос будут определяться из условия обращения в нуль последнего косинусоидального члена в (7). При выполнении соотношения (1) с учетом (4) получим уравнение муаровых полос, наблюдаемых в плоскости 4 1 где 1/12/2,0, - целое число. Таким образом, по муаровой картине, описываемой выражением (8), определим первую производную ( ,) /от разности формы волновых фронтов исследуемых пучков разной длины волны, исключив при этом функцию 1(, у) или 2(, у). Источники информации 1. Вест И. Голографическая интерферометрия. - М. Мир, 1982. - С. 371-372. 2. Буть А.И. и др. Настройка на муаровые полосы конечной ширины при оптической обработке изображений амплитудной периодической решетки, искаженных восстановленным волновым фронтом // ЖТФ. - 1999. - Т. 69,2. - С. 130-132. 3. Игнатов А.Б. и др. Двухдлинноволновая одно-экспозиционная голографическая интерферометрия плазмы // ЖТФ. - 1971. - Т - Вып. 2. - С. 417-423. 4. Бекетова А.К. и др. Голографическая интерферометрия фазовых объектов. - Л. Наука, 1979. - С. 122. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.