Интерферометр сферический

Рассмотрим схему голографического интерферометра фазовых объектов (рис. 43). Узкий пучок света от лазера 13 через щель II падает на полупрозрачную пластину 5, где он делится на два. Отраженный пучок зеркалом 6 направляется на микрообъектив 4, который находится в фокусе сферического зеркала 1. Расширенный луч, отражаясь от зеркала 1, формирует плоскую волну, проходящую через рабочую зону интерферометра и направляется вторым сферическим зеркалом 2, плоскими зеркалами 7, 4 и линзой 15 на фотопластинку 17. Это объектная световая волна. [c.105]

Рис. 43. Голографический интерферометр фазовых объектов на основе двух сферических зеркал

Интерференционные измерения длин в диапазонах 200 мм, 20 м и 1 км осуществляют с помощью гелий-неоновых лазеров, обеспечивающих высокую монохроматичность, малую расходимость лучей и большую интенсивность излучения. В лазерной интерферометрии разрешающая способность в метровом диапазоне может быть до 0,1 мкм, а при специальных измерениях даже до 10"- мкм . Из сказанного выше об интерференции в промежутке между пластинами следует, что если внутренняя поверхность одной из пластин имеет какие-нибудь неровности, то наблюдаемые интерференционные полосы станут изогнутыми и их форма будет соответствовать изгибам профиля поверхности в вертикальном сечении. В частности, если внутренняя поверхность нижней пластины сферическая в пределах диапазона измерений, то интерференционные полосы имеют вид колец. Это позволяет использовать интерференционную картину для измерения малых неровностей поверхности, применяя необходимые увеличения. [c.90]

Толщину пленки измеряли на профилографе по величине уступа, получающегося в результате экранирования части поверхности подложки во время напыления. Точность измерения составляла 50 А. Эти результаты измерений толщин сопоставляли с измерениями на интерферометре Линника И-10 примерно с той же ошибкой. С удовлетворительной точностью такими способами можно было измерять толщины пленок выше 500 А. Толщины пленок в интервале О—500 А рассчитывали по толщинам более толстых пленок, являющихся стандартом и полученных путем помещения подложки при напылении на более близком расстоянии от источника испарения металла. Предполагалось, что источник испарения точечный, так как испарение происходило из сферической капли диаметром 3—6 мм, а напыляемый образец находился на расстоянии не ближе 50 мм,. и толщина осаждаемых пленок обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника. [c.16]

Рабочее тело помещается в резонатор, который, как уже указывалось, в большинстве случаев представляет собой интерферометр Фабри—Перо с плоскими или сферическими зеркалами. Обычно одно из зеркал имеет коэффициент отражения R , близкий к 100%, — это так называемое глухое зеркало коэффициент отражения R2 второго зеркала колеблется от 75 до 90%. Большой коэффициент отражения второго зеркала дает низкий порог, но при этом имеет место высокая плотность излучения внутри рубина, что приводит к увеличению потерь и уменьшению выходной мощности. При слишком малых чрезмерно поднимается порог генерации. Обычно оптимальный коэффициент отражения подбирается экспериментально. [c.25]

Наиболее распространенным резонатором в оптических квантовых генераторах является резонатор, состоящий из двух отражающих поверхностей, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Простейшим видом такого резонатора является резонатор, состоящий из двух параллельно расположенных плоских зеркал, т. е. представляющий собой интерферометр Фабри— Перо. Однако резонатор в лазере может быть образован также и двумя сферическими зеркалами. Часто применяются резонаторы, состоящие из нескольких отражающих поверхностей. Если система зеркал обеспечивает циркуляцию по замкнутому контуру, то такой резонатор получил название кольцевого . При рассмотрении электромагнитного поля внутри какого-либо резонатора, в первом приближении определяется поле внутри пустого, незаполненного активной средой резонатора, т. е. пассивного резонатора. [c.12]

Рис. 5. Схемы двухлучевых интерферометров со сферическими волнами, пригодные для работы с точечными источниками. Здесь те же обозначения, что и на рис. 4. S,- — мнимый источник.

На рис. 4 приведены схемы интерферометров с двумя плоскими волнами, а на рис. 5 — с двумя сферическими волнами. Схемы интерферометров с двумя источниками показаны на рис. 6. [c.650]

В зависимости от формы зеркальных поверхностей различают интерферометры с плоскопараллельными, сферическими и параболическими зеркалами в некоторых схемах многолучевых ин- [c.12]

Заслуживает внимания предложение использовать интерферометр Фабри—Перо в качестве фильтра. Располагая диафрагму в центральной зоне интерферограммы Фабри—Перо, можно уменьшить полосу пропускания такого фильтра до доли области дисперсии, определяющейся размером диафрагмы. Предельные возможности фильтра Фабри—Перо ограничены качеством пластин интерферометра и внутренними потерями интенсивности света, которые растут при увеличении разрешающей силы. Потери интенсивности можно уменьшить, используя сферический резонатор Фабри—Перо [29]. При помощи интерферометра Фабри — Перо со сферическими отражателями уже достигнута длина когерентности в 10 ж [30, 31], и возможно, что она будет доведена до 300 м [32]. [c.328]

СФЕРИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР ФАБРИ — ПЕРО, [c.388]

С точки зрения измерения ширины линии излучения лазеров особенно интересны свойства интерферометра Фабри — Перо, в котором используются сферические отражающие поверхности, расположенные на расстоянии, равном их радиусу кривизны, друг от друга [20]. Преимущество такого прибора при работе [c.388]

Оптическая разность хода последовательных интерферирующих пучков равна i = nL + где nL = г — оптическая длина интерферометра г — радиус кривизны вогнутых зеркал. Малый член обусловлен сферическими аберрациями конфокальной системы он пренебрежимо мал при небольших диаметрах D зеркал. Таким образом, интерферометр Конна пропускает любую длину волны для которой гп = 4nL + А< , где т — снова номер порядка. Интерферометр создает кольцевую систему полос равной сферической аберрации поскольку влияние сферических аберраций при малых углах пренебрежимо мало, центральное пятно очень широкое. [c.435]

Рассмотрим принцип действия микроинтерферометра на основе принципиальной схемы, изображенной на рис. 3.5.20. Здесь исследуемый объект 51 в виде зеркала и эталонное зеркало помещены в фокальных плоскостях микрообъективов О1 и О2. В этом случае изображение объекта и зеркала получаются в фокальной плоскости зрительной трубы Т. Зеркала 1 и 82 перпендикулярны оптической оси, оптические длины обеих ветвей интерферометра одинаковы. При таком расположении элементов в интерферометре разность хода между любой парой соответственных лучей равна нулю, и в поле зрения наблюдается бесконечно широкая полоса равного наклона нулевого порядка. Если теперь переместить зеркало 1 или вдоль оптической оси, то один из интерферирующих волновых фронтов станет сферическим. [c.164]

Сферический интерферометр. Он представляет собой афо-кальную систему, состоящую из двух одинаковых вогнутых зеркал, имеющих радиус кривизны г (рис. 3.7.17). Расстояние между зеркалами Si и S2 выбирается также равным г, при этом центр кривизны каждого из зеркал совпадает с вершиной другого. Луч, вошедший в интерферометр, в результате многократного отражения от зеркал Si и S2 образует на выходе две одинаковые системы интерферирующих лучей 1 и J. На рис. 3.7.17, а показано по одному лучу из каждой системы. [c.207]

Особенностью сферического интерферометра является то, что разность хода А в идеальном интерферометре не зависит [c.208]

Рис. 3.7.17. Сферический интерферометр а — оптическая схема б — ход лучей

ОТ угла падения лучей на зеркала и составляет постоянную величину А = 4г. В этом случае условие максимума интерференции А = 4г = тЯ т — целое число) выполняется для всех лучей, проходящих через интерферометр под любыми углами. Интерференционная картина, даваемая сферическим интерферометром, представляет собой одно центральное кольцо полос равного наклона. [c.208]

Существуют также сферические интерферометры, прототипом которых явился интерферометр Фабри — Перо. Сферические интерферометры состоят из двух вогнутых зеркал одинакового или разного радиуса кривизны. Зеркала располагаются так, чтобы фокусы их были совмещены. Модифицированные сферические интерферометры нашли широкое применение в качестве резонато- [c.114]

Мы упоминаем о сферическом интерферометре, так как он послужил прототипом современного резонатора для газового лазера. Вопрос о внедрении радиофизических понятий в оптику представляет несомненный интерес. Л.М. Прохоров, по-видимому. первым указал, что интерферометр Фабри —Перо является евоеобразны.м резонатором высокой добротности для оптического диапазона. Первый газовый лазер, осуществленный и 1961 г. Джаваном и др., представлял газоразрядную трубку с неон-ге-лиевой смесью, помещенную внутрь интерферометра с плоскими зеркалами с очень высоким коэффициенто.м отражения [c.252]

Контроль формы зеркальных сферических и асферических поверхностей. Такой контроль практически не отличается от описанного выше метода. Оптическая схема, приведенная на рис. 41, представляет собой осевую схему голографического асферометра на базе интерферометра Майкельсона. Плоская волна от источника света (на рисунке не показан) разделяется полупрозрачным зеркалом 2 на две. Прошедшая волна освещает контролируемое 102 [c.102]

Для прямой количественной оценки эксплуатационных показателей поверхности, оценки точности и достоверности упрощенных методов определения параметров неровностей, наглядности в смысле обоснования классификации поверхностей на базе топологии, развития идей их математического описания и оценки о ластей применимости стержневых, кО ических, сферических, эллипсоидных и других моделей целесообразно- использовать пространственную оценку неровностей с помощью методов горизонталей (по способам реперных линий, референтных плоскостей и гипсометрии), стереофотограмметрии, ультразвуковых голограмм и голографической интерферометрии в сочетании со стерео-логическим анализом ио розе числа пересечений, степени ориентированности неровностей и углу направленности. [c.185]

Пространственная фильтрация объектного поля. Рассмотрим теперь одну из возможных оптических схем пространственной фильтрации, проводимой без использования фурье-преобраэующей линзы. Наиболее часто в практике голографической интерферометрии для освещения объекта используют расходящуюся сферическую волну. В этом случае при регистрации френелевской голограммы для получения действительной области локализации интерференционно й картины, как отмечалось выше, необходимо восстанавливать действительное голографическое изображение (см. жс. 79, а). Такая схема восстановления и была реализована в экспериментах по пространственной фильтрации с целью исключения вклада поперечного поступательного смещения в наблюдаемую интерферограмму. [c.158]

Таким образом, возможность разделения информации о различных видах перемещения в голографической интерферометрии распространяется и на практически часто реализуемый случай освещения объекта сферической волной. При этом для проведения пространственной фильтрации нет необходимости переотображать восстановленное голограммой изображение, что упрощает оптическую схему. Очевидно, что эта возможность представляет интерес и для спекл-интерферомет1ЯШ, но при ее использовании следует иметь в виду ограниченные возможности спеклограмм воспроизводить изображение объекта. [c.159]

Любой классический интерферометр, который был разработан для измерения изменений длины оптического пути как на пропускание, так и на отражение от высококачественных оптических элементов, имеет соответствующий голографический аналог. Классические интерферометры характеризуются не столько устройством оптических элементов, сколько тем (так как это устройство может сильно меняться в зависимости от конкретного применения), являются ли интерферометрически сравниваемые волновые фронты почти плоскими или сферическими с относительно небольшими фазовыми отклонениями от идеального волнового фронта. Вследствие этого оптические элементы, используемые в составе классического интерферометра, должны изготавливаться с высокой степенью точности, чтобы не вносить паразитных полос в результирующую интерференционную картину. Наоборот, голография, позволяет восстанавливать волновые фронты с произвольным изменением фазы поперек волнового фронта, что открывает возможности применения в интерферометрии элементов с более низким оптическим качеством. Голографическая интерферометрическая система может быть выполнена на рассеивающих элементах, которые вообще нельзя использовать в классических методах. Поскольку в классических интерферометрах производится сравнение волновых фронтов, а не их запись, то такие приборы работают в реальном времени, что требует от оптических элементов интерферометра высокой стабильности и до некоторой степени столь же высокой стабильности изучаемого явления. С другой стороны, в голографическом интерферометре сравниваемые волновые фронты запоминаются, так что экспериментатору доступно еще одно измерение, а именно во времени. Наличие временной переменной является весьма существенной частью голографической интерферометрии, что привело к многочисленным новым ее применениям, играющим важную роль особенно в области изучения вибраций. [c.504]

Поставим прежде всего задачу приблизительной оценки качества изображения, даваемого прибором с большими аберрациями. Часто случается, что при изучении прибора на интерферометре Тваймана — Грина при соответствующем выборе сферы сравнения можно заметить, что значительная часть волновой поверхности имеет почти сферическую форму, а остальная часть зрачка занята сравнительно сжатыми полосами (см. фиг. 82). В результате соответствующая диаграмма (см. фиг. 83) будет состоять из почти прямолинейной части, представляющей центральную зону, и из сжатой опирали, сходящейся к асимптотической предельной точке. Часть зрачка, соответствующую сферической части волны, можно назвать зоной Релея , ограничивая ее условно кривой А = Х/4 длина дуги кривой равна s = EoS/KR, а длина результирую- [c.187]

Однако следует отметить, что способ монохроматизации связан с большими световыми потерями, это затрудняет его практическую реализацию. Существенно оолее высокой светосилой обладает сферический эталон Фабри-Перо, состоящий из двух сферических зеркал, расстояние между которыми равно их радиусу кривизны [1421. В таком интерферометре параксиальные фокальные точки совпадают и образуется афокальная система. [c.6]

Сферический интерферометр [9, 46, U2 . Зависимость разности хода параллельного интерферометра Фабри-Перо от угла падения лучей приводит к существенному уменьшению светосилы при Повышении разрешающей силы, при этом чем меньшую часть линии Можно выделить с помощью диафрагмы, тем выше разрешающая способность прибора. Поэтому интерферометр с плоскими зеркалами должен обладать достаточно болыпои областью дисперсии для возможности геометрического диафрагмирования и боль- [c.75]

Если в качестве дисперсионной системы ннтерференцконного монохроматора использовать сферический интерферометр Фабри-Перо, то можно значительно уменьшить световые потери. Схема сферического интерферометра Фабри-Перо показана на рис. 45, а. Он состоит из двух одинаково вогнутых сферических зеркал i и 4, расстояние I между которыми по оптической оси равно радиусу кривизны их поверхностей. Зеркала покрыты полностью [c.76]

Для сферического интерферометра Фабри-Перо справедливы основные характеристики плоского параллельного интерферометра (относительная ширина полосы, область дисперсии, контрастность и т. д.). Интерфенционная к тина в С( рическом интерферометре возникает в результате аберрационных искажений, вызванных отступлением реальных поверхностей о идеальных 11421. [c.76]

Резонаторное устройство состоит из двух зеркал, расположенных у торцов стержня перпендикулярно его оси, отстоящих друг от друга на величину (10 4-10 ) Я,. Эта система представляет собой многолучевой интерферометр, в котором световые лучи, распространяющиеся вдоль оси резонатора, многократно отражаются зеркалами. После каждого отражения они проходят через активную среду и усиливаются за счет индуцированного изл>чения возбужденных атомов. Одно из зеркал выполняется частично пропускающим (Коэффициент пропускания I—5%) и служиг для вывода генерированпого сишала из резонатора. Резонаторная система выполняется в виде сферического эталона ФабрИ Перо (см. гл. Ill, п. 2), в ко7 ором два одинаковых вогнутых сферических зеркала расположен-ы на расстоянии, равном радиусу кривизны зеркал. Особенность конфокальной системы заключается в более низком уровне дифракционных потерь, а также в возможности менее точной обработки зеркальных поверхностей 159]. Часто в качестве резонатора используют торцы кристалла, нанося на них отражающие слои, при этом наилучшие результаты дают многослойные диэлектрические покрытия. [c.80]

Интерферометр, рассматриваемый ниже, был предложен Берчем для контроля качества сферических зеркал. Он состоит из двух одинаковых диффузоров Hi и Яг, помещенных вблизи центра кривизны сферического зеркала М (рис. 47). [c.50]

Для исследования осевых мод в лазерной спектроскопии широко применяется интерферометр Фабри—Перо со сферическими зеркалами, или интерферометр Конна [59]. Он представляет собой афокальную систему с единичным увеличением, в которой плоские пластины интерферометра Фабри — Перо заменены парой конфокальных зеркал. Как будет показано в гл. 8, у такого интерферометра больше произведение разрешения на светосилу и его nponi,e юстировать. Диаметр осевой моды интерферометра Конна меньше, чем соответствуюндий диаметр в интерферометре Фабри — Перо. Это значит, что используется меньшая часть пластины и требования к качеству отражаюидей поверхности менее жесткие. Кроме того, благодаря тому что энергия распределена в круге меньшего диаметра, уменьшаются дифракционные потери. [c.351]

Недавно в литературе был описан интерферометр Конна, который представляет собой сканируюш,ий интерферометр Фабри— Перо со сферическими зеркалами [22]. Этот прибор особенно удобен для измерений спектра лазера, поскольку входное излучение должно быть согласовано с интерферометром в отношении размеров пучка и кривизны волнового фронта. Была получена спектральная разрешающая способность, равная 3 10 на длине волны 1 мк при расстоянии между зеркалами 50 см и коэффициенте отражения зеркал 99%. Это соответствует М й-нимально разрешимой полосе в 1 Мгц. [c.389]

Проверка качества линзы осуществляется с помощью интерферометра Тваймана — Грина по схеме, показанной на рис. 110., Поверхность зеркала Аг является сферической, отполированной с точностью до долей длины волны. Центр сферического зеркала находится в фокусе F исследуемой линзы X.. [c.160]

Интерферометры сдвига. Для решения ряда важных физических и технических задач необходимо создание интерференционных приборов, обладающих большим рабочим полем. При исследовании, например, газодинамических полей требуется использование объектов, обладающих сечениями в 700—800 мм и более. В этом отношении весьма эффективными оказываются интерферометры, основанные на принципе сдвига волновых фронтов интерферирующих лучей. Наиболее распространенные интерферометры сдвига имеют компактный интерференционный узел и сферическое зеркало большого диаметра, которое и определяет величину рабочего поля. В этом случае собственно ин-терферметр помещается вблизи центра кривизны этого зеркала и представляет собой четырехзеркальную систему. Отличительной особенностью интерферометров сдвига является отсутствие изолированной ветви сравнения. Если сравнить интерферометры сдвига с ранее рассматриваемыми интерферометрами, то в ряде практически важных случаев они вполне могут конкурировать с классическими интерферометрами из-за их хороших эксплуа- [c.156]

Интерферометры сдвига могут быть реализованы на базе ряда известных интерференционных систем. Наиболее распространенными являются приборы, построенные на принципе рассмотренных ранее четырехзеркальных систем. Особенностью таких интерферометров является то, что они имеют малые размеры и располагаются вблизи фокуса вогнутого зеркала большого диаметра. На рис. 3.5.14, а зеркала Мо и М2 являются полупрозрачными, а М1 и Мъ — полностью отражающими. Длиннофокусное сферическое зеркало М располагается на большом [c.157]

Оптические длины путей интерферирующих лучей будут близки, так как используется симметричная обратнокруговая схем-а. Предварительно оптическая схема юстируется таким образом, чтобы два пучка лучей, которые образуются за счет полупрозрачной пластины Мо, собирались в фокусе сферического зеркала О на поверхности зеркала Мг- Это начальное положение интерферометра будет соответствовать тому, что выходящие из интерферометра два волновых фронта будут точно налагаться друг на друга, и мы получим широкую полосу нулевого порядка. [c.158]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...