Устройство оптического контроля качества дифракционных элементов

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ДИФРАКЦИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ(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) Устройство оптического контроля качества дифракционных элементов, включающее источник света с оптической системой формирования коллимированного зондирующего светового пучка, оптическую систему пространственной фильтрации в виде первого и второго объективов и визуализирующей диафрагмы, содержащей непрозрачную нить, установленную в задней фокальной плоскости первого объектива, визуализирующая диафрагма снабжена механизмом линейного перемещения, управляемого микрометрическим винтом, включающим шкалу отсчета, контролируемый объект, установленный по ходу зондирующего пучка, экран для наблюдения или регистратор картины, оптически сопряженный первым и вторым объективами с контролируемым объектом, отличающееся тем,что визуализирующая диафрагма содержит две или более непрозрачные нити отличающейся толщины и расположенные параллельно.(56) 1. Устройство для интерферометрического контроля элементов периодических структур пропускающего типа пат. 4530 РБ, МПК 01 9/00 / А.М. Ляликов заявитель УО Гродненский гос. ун-т. им. Я.Купалы 20070834 заявл. 2007.11.26 опубл. 30.08.08 // Афцыйны бюл. / Нац. цэнтр нтэлектуал. уласнасц. - 2008. 82362012.06.30 2. Устройство оптического контроля отклонения шага укладки оптического волокна в многожильных световодах патент 6685 РБ, МПК 01 9/021/ А.М. Ляликов заявитель УО Гродненский гос. ун-т. им. Я.Купалы 20091079 заявл. 21.12.09 опубл. 30.10.10 // Афцыйны бюл. / Нац. цэнтр нтэлектуал. уласнасц. - 2010. -5.- С. 229. Полезная модель относится к области измерительной техники, в частности к оптическим устройствам контроля различных параметров периодических структур, и может быть использована в оптическом производстве при контроле качества оптико-волоконных элементов. Известно устройство для визуализации отклонения шага укладки оптического волокна в многожильных световодах, включающее источник света с оптической системой формирования коллимированного зондирующего светового пучка, оптическую систему пространственной фильтрации в виде первого и второго объективов и визуализирующей диафрагмы, установленной в задней фокальной плоскости первого объектива, контролируемый объект, установленный по ходу зондирующего пучка, экран для наблюдения или регистратор картины, оптически сопряженный первым и вторым объективами с контролируемым объектом 1. Недостатком известного технического решения является обязательное наличие эталонного объекта для реализации операции контроля. Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели выбрано устройство оптического контроля качества дифракционных элементов, в частности, многожильного световода 2, включающее источник света с оптической системой формирования коллимированного зондирующего светового пучка, оптическую систему пространственной фильтрации в виде первого и второго объективов и визуализирующей диафрагмы, содержащей непрозрачную нить, установленную в задней фокальной плоскости первого объектива, визуализирующая диафрагма снабжена механизмом линейного перемещения, управляемого микрометрическим винтом, включающим шкалу отсчета,контролируемый объект, установленный по ходу зондирующего пучка, экран для наблюдения или регистратор картины, оптически сопряженный первым и вторым объективами с контролируемым объектом. Данное устройство выбрано в качестве прототипа полезной модели. Однако прототип позволяет проводить контроль для одного диапазона отклонения периода дифракционного элемента, который определен толщиной непрозрачной нити. Для изменения данного диапазона в устройстве необходимо нить заменять другой нитью с отличающейся толщиной. Сущность полезной модели заключается в том, что устройство оптического контроля качества дифракционных элементов, включающее источник света с оптической системой формирования коллимированного зондирующего светового пучка, оптическую систему пространственной фильтрации в виде первого и второго объективов и визуализирующей диафрагмы, содержащей непрозрачную нить, установленную в задней фокальной плоскости первого объектива, визуализирующая диафрагма снабжена механизмом линейного перемещения, управляемого микрометрическим винтом, включающим шкалу отсчета,контролируемый объект, установленный по ходу зондирующего пучка, экран для наблюдения или регистратор картины, оптически сопряженный первым и вторым объективами с контролируемым объектом, дополнено новыми признаками визуализирующая диафрагма содержит две или более непрозрачные нити отличающейся толщины и расположенные параллельно. Полезная модель направлена на расширение значений контролируемых диапазонов отклонения периода дифракционного элемента. 82362012.06.30 На фигуре изображена оптическая схема заявляемого устройства оптического контроля качества дифракционных элементов. Устройство оптического контроля качества дифракционных элементов включает источник света 1 с оптической системой формирования коллимированного зондирующего светового пучка, выполненной в виде микрообъектива 2, объектива 3 и точечной диафрагмы 4. Оптическая система пространственной фильтрации выполнена в виде первого 5 и второго 6 объективов и визуализирующей диафрагмы, выполненной в виде двух или более непрозрачных нитей 7 отличающейся толщины и расположенных параллельно. В частном случае визуализирующая диафрагма содержит пять непрозрачных нитей. Непрозрачные нити 7 расположены в задней фокальной плоскости первого 5 объектива и установлены в механизм 8 линейного перемещения, управляемого микрометрическим винтом 9, включающим шкалу отсчета 10. Контролируемый дифракционный элемент 11 установлен по ходу зондирующего пучка между объективами 3 и 5. Экран 12 для наблюдения или регистратор картины оптически сопряжен системой, состоящей из первого 5 и второго 6 объективов, с контролируемым объектом 11. В качестве источника света можно использовать полупроводниковый или газовый лазер. Возможно также использование светодиода. Рассмотрим работу заявляемого устройства оптического контроля качества дифракционных элементов на примере дифракционной решетки отражательного типа. Излучением гелий-неонового лазера 1 с помощью микрообъектива 2 и точечной диафрагмы 4 диаметром 15 , установленной строго в задней фокальной плоскости микрообъектива, формируется точечный источник света. Объективом 3 световой пучок коллимируется и освещает дифракционную решетку 11. Отраженный световой пучок на исследуемой дифракционной решетке 11 испытывает дифракцию. Боковые максимумы дифракционного спектра формируются в задней фокальной плоскости первого 5 объектива и могут быть использованы для визуализации отклонения периода от среднего значения, т.к. уширение бокового дифракционного максимума в основном связано с отклонением периода структуры решетки от некого среднего значения. Анализ распределения пространственных частот уширенного дифракционного максимума реализуется в когерентной оптической системе последовательного двойного преобразования Фурье. Такая оптическая система представляет собой первый 5 и второй 6 объективы. Передняя фокальная плоскость объектива 5 совмещена с задней фокальной плоскостью объектива 6. В совмещенных фокальных плоскостях установлена визуализирующая диафрагма в виде непрозрачных нитей, выполняющих функцию высокочастотных полосовых пространственных фильтров, задерживающих световые волны с определенной пространственной частотой. Ширина частот, задерживаемых полосовым пространственным фильтром, определяется толщиной непрозрачной нити. С уменьшением толщины непрозрачной нити уменьшается ширина частот, задерживаемых полосовым пространственным фильтром. Из набора нитей 7 перемещением механизма 8 линейного перемещения выбирают определенную нить, например вторую слева. При перекрывании нитью дифракционного максимума в плоскости 12, оптически сопряженной с торцом контролируемой дифракционной решетки 11 объективами 5 и 6, в изображении решетки будут освещены зоны, соответствующие областям решетки, на которых дифрагированные световые волны не задерживаются нитью. Для уменьшения ширины частот, задерживаемых полосовым пространственным фильтром, выбирают более тонкую нить, например крайнюю правую. Вращением микрометрического винта 9 происходит смещение механизма 8 линейного перемещения, жестко связанного с непрозрачными нитями 7, что обеспечивает настройку устройства контроля. Для настройки устройства оптического контроля посредством микрометрического винта 9 смещают нити 7 и выбирают нить требуемой толщины, а затем перемещают меха 3 82362012.06.30 низм 8 до получения максимального затемнения изображения дифракционной решетки в плоскости 12. Таким образом, совокупность существенных признаков полезной модели позволяет увеличить количество значений контролируемых диапазонов отклонения периода дифракционного элемента. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4