Голографическая интерферограмма

В-третьих, непрерывная запись оптических волн исключительно важна для изучения быстропротекающих событий. Голографические интерферограммы можно получать почти мгновенно при помощи импульсного лазера, а затем изучать их при восстановлении, используя источник света непрерывного действия. При. этом юстировка оптической измерительной схемы, а также фотографическая регистрация интерферограмм могут проводиться с. этим же источником непрерывного действия, что облегчает выполнение экспериментальной работы. [c.31]

Деформацию объекта осуществляют с помощью механического воздействия, нагрева (электрического, лучистого или конвекционного), вакуумирования. В последнем случае изделие (например, автомобильная шина) располагается под колпаком вакуумной камеры и производится его экспонирование при двух значениях давления. Сравнение голографических интерферограмм полей деформаций эталонного и контролируемого изделий при фиксированной нагрузке позволяет судить о качестве последних. [c.55]

Данный метод получения голографических интерферограмм в силу простоты экспериментальной реализации чаще всего используется на практике. Однако в отличие от метода интерферометрии в реальном времени он не позволяет непрерывно наблюдать изменения, происходящие с объектом. [c.211]

Этот недостаток может быть устранен при использовании стробоголографического метода, согласно которому голограмма регистрируется лишь в моменты времени, соответствующие амплитудным положениям колеблющегося объекта. При этом улучшается контраст интерференционных полос и соответственно увеличивается предельная амплитуда колебаний, при которых возможно применение метода. Не останавливаясь на деталях техники получения и восстановления голограмм, подробно описанной в литературе 131, 66, 107, 139], перейдем к рассмотрению требований к источнику излучения, элементам голографической установки и фотоматериалам для записи голограмм, а также условий получения и наблюдения голографических интерферограмм. [c.212]

Голография — линейный процесс, что позволяет записать и восстановить несколько голограмм одновременно и производить интерференционное сравнение световых волн, рассеянных объектом в различные моменты времени. Это свойство голографии позволяет применять ее для исследования изменения состояния объекта — голографической интерферометрии. При этом могут сравниваться световые волны, идущие от реального объекта с восстановленными с помощью голограммы (метод реального времени) или световые волны, восстановленные голограммой, которые зарегистрированы в различные моменты времени (метод двух экспозиций). Последний наиболее широко распространен при исследованиях напряженно-деформи-рованного состояния диффузно-отражающих и прозрачных объектов. Во время первой экспозиции регистрируется исходное состояние объекта, во время второй-—деформированное. При освещении такой голограммы опорным пучком восстанавливаются одновременно две предметные волны, которые интерферируют, образуя голографическую интерферограмму, характеризующую изменение состояния объекта между экспозициями. [c.539]

На рис. 23.13 показана соответствующая этой схеме голографическая интерферограмма, из которой видно, что поверхность балки в этом случае деформируется симметрично относительно оси (нулевая полоса проходит по оси балки) и перемещения и линейно изменяются по высоте балки (расстояния между полосами одинаковы), что соответствует гипотезе плоских сечений. [c.541]

Как отмечалось выше, локализация интерферограммы точно на поверхности объекта происходит в случае его поворота вокруг оси, проходящей через эту поверхность. Рассмотрим соотношения, описывающие образование голографических интерферограмм для этого смещения [62]. [c.59]

Рис. 32. Голографические интерферограммы, полученные в реальном времени. Деформация в центре пластинки 3 мкм (в), 6 мкм (в) и 9 мкм (в).

Голографические интерферограммы сфокусированных изображений с локальным опорным пучком [c.70]

Определим область локализации голографической интерферограммы как область, в которой видность полос измеряется в пределах главного максимума функции (7.64). Тогда глубину областа локализации AL можно найти из соотношения [c.157]

Методы выявления изменений (нарушений) микрорельефа поверхности на основе голографической интерферометрии обсуждались в работах [178-181]. Существо этих методов состоит в регистрации уменьшения контраста интерференционных полос, отражающего некоторое известное смещение объекта (например, наклон), вводимое между экспозициями дополнительно к нарушению микрорельефа. Падение контраста голографической интерферограммы является следствием уменьшения корреляции комплексных амплитуд световых полей, соответствующих двум экспозициям голограммы. Визуально оно обнаруживается в увеличении интенсивности в темных полосах (минимумах) интерференционной картины. Если при зтом зона нарушения микрорельефа поверхности оказывается меньше периода интерферограммы, то она остается невыявленной. [c.181]

Рис. 2. Диффузная голографическая интерферограмма 100-ваттной лампы накаливания, работающей при неполной мощности. Одна экспозиция была сделана при выключенной лампе, а другая — при включенной. Видны интерференционные полосы, образуемые благодаря нагретому газу внутри колпака.

Рассмотрим метод получения голографической топо-граммы объекта, носящий название метода двух источников. При ЭТОМ методе производится регистрация двухэкспозиционной голографической интерферограммы объекта по обычной схеме Лейта. За время между экспозициями освещающий пучок с плоским волновым фронтом поворачивают зеркалом на угол а, что фактически эквивалентно изменению положения источника освещения (рис. 42, а). Голографическая интерферограмма будет восстанавливать два изображения объекта, которые интерферируют между собой и вследствие наличия разности фаз на изображении возникнут интерференционные полосы, характер которых определяется формой поверхности объекта, а также углами между биссектрисой угла а и направлением наблюдения интерферограммы Я. Возникновение интерференционных полос можно объяснить еще и тем, что при повороте освещающего пучка в области их перекрытия возникает система интерференционных плоскостей А, которые пересекают изображение предмета параллельно биссектрисе угла а. [c.104]

Для проверки механическ010 соединения конструкцию закрепляют в держатале в оптической схеме голографического интерферометра и регистрируют двухэкспозиционную голографическую интерферограмму. Причем между первой и второй экспозициями контролируемый объект подвергают вибрационному воздействию. При наличии люфта в соединении на восстановленном голограммой изображении изделия будут наблюдаться интерференционные полосы. Вибрационное воздействие (его мощность и частоту) подбирают /щя конкретного типа соединения. [c.110]

Поверхность любого изделия имеет только для нее одной характерную микроструктуру, при освещении которой когерентным светом наблюдается спекл-структура. Если зарегистрировать голографическую интерферограмму деформации поверхности методом двух жспозиций, причем между двумя. экспозициями повредить часть поверхности, т. е. нарушить ее микроструктуру, то при восстановлении интерферограммы в поврежденных местах будут отсутствовать интерференционные полосы. Это происходит из-за того, что интерферировать между собой способны только сходственные точки, точки поверхности, которые отражали свет во время пепвой и второй экспозиций. [c.111]

Рис. 1. Голографическая интерферограмма деформируемой п.мастииы (метод двух экспозиций).

Рис, 40, Голографическая интерферограмма плазмы так называемого 2-тшча зарегистрирована фаза развития разряда, при которой )азряд еще ПС успел затронуть центральные области грубы [c.105]

Спекл-интерферометрия, развивающаяся во многом под влиянием голографической интерф >ометрии, в последнее время начинает оказывать на нее ответное влияние. В частности, в книге показывается, что использование в голографии и голографической интерферометрии приемов пространственной фильтрации, характерных для практики спекл н-терферометрии, открывает новые возможности обработки изображений и интерпретации голографических интерферограмм. [c.2]

Методика гологра жческой интерферометрии на основе двукратной зкспозиции отличается существенной простотой и позтому часто используется при исследовании диффузно отражающих объектов сложной формы. Известно, что при получении голографических интерферограмм таких объектов интерференционные полосы локализуются строго на поверхности объекта лишь в случае чистого поворота послед№го вокруг оси, проходящей через его поверхность [141]. Однако в подавляющем большинстве практических случаев локализация полос имеет место в непосредственной (с точки зрения наблюдателя) близости от поверхности обьекта исключение составляет лишь случай параллельного переноса предмета, когда плоскость локализации оказьшается практически в бесконечности. [c.57]

Рис. 30. Голографические интерферограммы, восстановленные сфокуотрованными п. лограммами, полученными в излучении с одинаковым числом мод при использовании нерассеянного (а) и диффузно рассеянного (б) опорных пучке .

Представляется также целесообразным регулировать чувствительность интерферометрии, подбирая определенное оптическое увеличение на этапе регистрации сфокусированных голограмм, предназначенных для получения интерферограмм, в том числе в реальном времени [63]. В случае получения голографических интерферограмм в реальном вршени по френелевской схше реализуется интерференционное сравнение восстановленной волны с волной, рассеиваемой реальным предметом, поэтому изменение масштаба голографического изображения недопустимо. Если же эталонная волна формируется голограммой сфокусированного изображения, то оказывается возможным производить сравнение увеличенного голографического изображения с изображением, увеличенным во столько же раз с помощью линзовой оптики. При этом число интерференционных полос на единице площади в апертуре фокусирующей системы уменьшается в зависимости от кратности увеличения. [c.67]

Голографические интерферограммы (картины живых полос) наблюдались в плоскости голограммы визуально и фотографировались. Интер-ферограмма возникает в зоне суперпозиции действительного оптического изображения с реконструированным сфокусированной голограммой прямым (мнимым) изображением, а поле зрения в последнем, как указывалось выше, ограничивается апертурой восстановлошого мнимого изображения линзы. Поэтому в случае, когда апертура линзы имеет размеры одного порядка с размерами объекта, она захватывает лишь часть увеличенной интерферограммы. Всю интерферограмму можно пронаблюдать только путем последовательного просмотра с изменением точки наблюдения. С ростом увеличения, кетда линза удаляется от плоскости голограммы, наблюдаемая апертура сокращается. Следует, однако, принимать во внимание возможность использования других методов увеличения оптического изображения. [c.69]

Рис. 36. Голографические интерферограммы, соответствующие одинаковой деформации объекта, полученные при еоиничном увеличении

Проведенные эксперименты показали, что голографические интерферо-граммы, получаемые при использовании локального опорного источника, качественно отражают характер претерпеваемой объектом деформации. Однако количество полос на такой интерферограмме обычно меньше, чем на контрольной, что свидетельствует о частичной компенсации разности фаз, приводящей к уменьшению чувствительности интерферометрического контроля. На рис. 38 приведены тосцимки голографических интерферограмм, полученных при использовании локального опорного пучка от плоского зеркальца и контрольного квазиплоского пучка. [c.71]

Целенаправленно прием пространственной фильтрации (в явном виде) использовался в работах [71, 167] пртменительно к интерпретации двух-зкспозиционных голографических интерферограмм путем выделения малого участка действительного изображения (или изображения, формируемого в плоскости голограммы сфокусированного изображения) и наблюдения интерференционных полос во фраунгоферовой зоне. Этот метод представляет собой частный случай пространственной фильтрации, когда световое поле < и1льтруется в плоскости изображения, и наблюдаемая интерференционная картина есть результат интер ренции межцу двумя выделенными участками объекта, соответствующими двум экспозициям. [c.137]

В общем же случае пространственная фильтрация может проводиться в произвольной области светового поля, восстановленного двукратно экспонированной голограммой. Это значит, что речь следует вести о выделении двух ограниченных участков световых полей, соответствующих исходному и смещенному состояниям поверхности объекта, и последующем наблюдении суперпозиционного поля во фраунгоферовой зоне относительно плоскости фильтрации. В качестве пртмера можно повести случай наблюдения голографической интерферограммы n i освещении голограммы нераэведенным лазерным пучком. I1i i этом тип фильтрации зависит от [c.137]

Отсюда можно сделать важный вывод о том, что представлению о суперпозиции соответственных участков волновых фронтов, П1 1Нятому прт определении области локализации голографических интерферограмм, жвивалентно реализуемое практически совмещение фурьеобразов двух положений объекта. [c.140]

Известно [141], W> голографические интерферограммы, соответствующие повороту дн узно отражаняцего объекта, локализуются в плоскости восстановленного голограммой изображения объекта. С другой стороны, как показано выше, локализация интерферограммы, соответствующей поступательному смещению объекта, происходит в фурье оскости. Это обстоятельство открывает возможность независимого получения гологра-фшческих интерферограмм, отражающих только один из видов смещения, в случае когда объект претерпевает сложное смещение. [c.140]

Рис. 77. Голографические интерферограммы, полученные путем прямого фотографирования мнимого изображения (в) и путем пространственной фильтрации в фурье-плоскосги (б) и во френелевской зоне (в). Смещение объекта в горизонталыюм направлении 30 5 мкм смещение верхнего края изгибаемой пластинки - б 1 мкм.

Рис. 78. Голографические интерферограммы, полученные при пространственной фильтрации между первой линзой и фурье-плоскостыо (а) и между фу -плоскостыо и второй линзой (б) для оптической системы, п[Я1веденной на рис. 76.

Как хорошо известно [74, 143], голографические интерферограммы, отражающие поперечный поступательный сдвиг объекта в собственной плоскости, локализуются на бесконечности или в фокальной плоскости фурье-преобразующей линзы. Это обстоятельство, как показано выше, позволяет, проводя пространственную фильтрацию в этой плоскости, исключать вклад поступательного смещения в интерферограмму, отражающую сложное смещение объекта. [c.152]

Рассмотрим условия, при которых голографические интерферограммы, отражающие поступательное смещение объекта, локализуются на конечном расстоянии от изображения объекта, восстановленного двухэкспозиционной голограммой. Сначала рассмотртм.поперечный поступательный сдвиг, [c.152]

Это соотношение определяет положение плоскости локализации голографической интерферограммы поперечного поступательного сдвига. При освещении объекта расходящейся сфе1Жческой волной (zq > 0) эта плоскость находится на расстоянии Zq за плоскостью мнимого голографического изображения, т.е. является мнимой плоскостью локализации. В случае восстановления действительного изображения эта плоскость является действительной и находится на расстоянии Zq перед голографическим изображением. Если же во время регистрации объект освещается сходящимся пучком (2о < 0), то плоскость локализации оказывается действительной при восстановлении мнимого изображения (конечно, при условии, что 2о больше расстояния объект-голограмма) и мнимой - прт восстановлении действительного изображения (см. рис. 79). [c.154]

При подстановке (7.61) в (7.56) интегралы, стоящие в этом выражении, принимают вид интегрров Фурье. Следовательно, плоскость локализации голографической интерферограммы поперечного сдвига находится в плоскости фурьеюбраза объектного поля. Этот результат можно получить и из общих соображений, поскольку известно, что при поперечном сдвиге исходной функции ее фурьеюбраз не смешается и что голографические интерферограммы локализуются там, где объектное поле не испытывает смещения при сдвиге объекта [74,93]. [c.154]

Развитие подхода к интерпретации голографических интерферограмм на основе пространственной фильтрации малыми апертурами приводит к возможности видоизменения процесса такой фильтрации в фурье-плоскости. Речь идет о регистрации светового поля в фурье-плоскости - в виде голограммы или спеклограммы - и сканировмии фотопластинки узким (малоапертурным) пучком [184]. [c.159]

Иначе обстоит дело в голографической интерферометрии, где регистрируется комплексная амплитуда светового поля, и рассмат[жваемый подход может быгь применен и в случае, когда поступательное смещение сочетается с деформационным. В качестве щжмера на рис. 89 приведены фотоснимки голографических интерферограмм объекта, претерпевшего поперечное поступательное смещение и дес рмацию (изгиб мембраны сосредоточенной нагрузкой). В случае, когда голограмма регистрировалась в плоскости между линзой и фурье-плоскостью, интерферограмма отражала оба вида смещения. При регистрации голограммы в фурье-плоскости интерферограмма отражала только деформацию объекта. [c.166]

В подавляющем большинстве случаев при наблюдении голографических интерферограмм приходится использовать наблюдательные системы с сильно ограниченной апертурой (см., например, [185]), что позволяет получать интерференционные полосы высокого контраста. Позтому вначале наложим ограничение на радиус отверстия входного зрачка, а именно будем считать, что в пределах отверстия относительное смещение световых полей можно рассматривать как поступательное поперечное смещение, величина которого определяется положением центра входного зрачка. Кроме того, потребуем, чтобы в пределах отверстия входного зрачка изменения показателя функции ехр[/ (2я/Х )со2 (yoXi - Xoj i)], указьшающей на изменение угла наклона объектного светового поля в результате поперечного смещения объекта на величину g = - шгГ о], где г о - радиус-вектор точки Рп. 190 [c.190]

Эта ось проходит через неподвижную точку Pq и параллельна направлению распространения освещающей спеклограмму световой волны (см. рте. 112). Для формирования спекл-интерферограммы используется оптическая схема, которая аналогична оптической схеме для формирования голографических интерферограмм (см. рис. 102). Поэтому интенсивность света в плоскости (х зуз) аналогично выражешю (8.22) будет определяться с точностью до постоянного коэффщиента соотношением [c.204]

Рис. 114. Снимки спекл41нтерферограммы (в) и голографической Интерферограммы б) одного и того же вращательного сдвига, полученных в идентичных оптических схемах.

Выражение для контраста спекл-интерферограмм можно получить, вычисляя нормированный фурьеч>браз функции пропускания зрачка в завио1мости от угла вращательного сдвига объекта, аналогично тому, как это было сделано для голографических интерферограмм. Соответствующие выражения приведены выше. [c.209]

Здесь можно рассчитывать на выявление новых данных относительно особенностей воспроизведения фазы спеклограммами, регистрируемыми в разных областях объектного поля, в частности применительно к обращению волнового фронта, а также относительно свойств диффузно рассеянных волн, формируемых в высших максимумах дифракции применительно к интерференционным измерениям. Интересные результаты может дать дальнейшее исследование процессов пространственной фильтрации в голографии и оптике спеклов применительно к разделению информации о различных составляющих сложного перемещения объекта, а также развитию методов обработки информации и анализа структуры поверхности. Все зто должно привести к более глубокому осмыслению физической общности голографической и спекл41нтерферометрии, уточнению их метрологичес-юсх возможностей. Углублению представлений о физическом механизме голографической интерферометрии, безусловно, будет способствовать изучение тонкой структуры спеклчюлей и ее роли в изменениях видности голографических интерферограмм. [c.217]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...