Основы интерференционных методов измерений

ОСНОВЫ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЙ [c.123]

Относительный технический интерференционный метод измерения. Наибольшее распространение на машиностроительных заводах для измерения концевых мер длины получил технический относительный метод интерференции. В основе его лежит разделение пучка света с помощью воздушного клина, образованного поверхностями плоскопараллельной стеклянной пластинки и концевой меры, как это было рассмотрено выше (см. рис. П.39). [c.366]

Мы изложили элементарные основы интерференционного оптического измерения толщин пленок. В действительности этот простой, казалось бы, метод осложняется вследствие влияния некоторых других, трудно учитываемых факторов, например наличия собственной окраски пленки, изменения условий интерференции вследствие наклонного падения [c.35]

Контроль ко.эффициента преломления оптических элементов, выявление неоднородности стекла, включений типа пузырей и свилей являются важными. этапами контроля качества оптических изделий. С конца прошлого столетия основным оптическим инструментом, применяющимся для количественных измерений прозрачных неоднородных материалов, был интерферометр Маха-Цендера, на основе которого разработаны теневые и интерференционные методы контроля. Ограничением ЭТИХ методов являются аберрации оптических систем самого интерферометра. Методы голографической интерферометрии позволяют компенсировать аберрации и тем самым существенно улучшать качество проводимых измерений. [c.105]

Интерференционный метод. Послужив основой для классического способа определения коэффициента Пуассона, интерференционный принцип нашел также применение и в измерении прогибов изогнутой пластинки ). [c.403]

Для измерения распределения плотности применяется главным образом интерференционный метод, в основе которого лежит тот факт, что коэффициент преломления газа изменяется при изменении его плотности. На изменении коэффициентов преломления при движении сжимаемого газа основаны и другие важные оптические методы наблюдения поля течения шлирен-метод и теневой. Однако наиболее точные количествен-ные данные по распределению плотности дает интерференционный метод ). [c.210]

Если мы рассмотрим схему таких измерений на основе метода Юнга (рис. 6. 48), то найдем ответ на вопрос, почему в этой схеме столь мало света, что возникают серьезные трудности с ее лекционной демонстрацией. Простые оценки показывают, что световой поток в интерферометре должен быть столь мал, что его средняя энергия <И не превышает одной десятитысячной от энергии кванта /iv. А это значит, что в каждую секунду излучается 10 — 10 фотонов, способных интерферировать. Если исходить из равномерного во времени их испускания, то между каждым попаданием такого фотона в интерферометр проходит Ю" — 10" с, в то время как путь его до приемника, как правило, не превышает 50 см, т.е. должен занимать менее 10" с. Следовательно, интерферометр подавляющую часть времени пуст, а пролетающий через него каждую микросекунду одиночный фотон попадает в одну из двух щелей с вероятностью, определяемой условиями эксперимента. Наблюдение за более длительный промежуток времени и дает на выходе статистическое усреднение, т.е. интерференционную картину. [c.451]

Новые возможности экспериментального определения оптических констант связаны с измерением отражения от многослойных интерференционных систем (МИС), в изготовлении которых в последние годы достигнут значительный прогресс (см. гл. 4 и приложение III). В основе этого способа определения оптических постоянных лежит измерение угловой зависимости отражения МИС вблизи угла 0ь, определяемого условием Вульфа—Брэгга, в необходимом интервале энергии рентгеновского излучения. По результатам этих измерений строятся аналогичные расчетные зависимости (метод расчета см. в гл. 4), в которых используются значения 63, Уг, ух, определенные. с достаточной точностью. Подбором искомого значения 6 i добиваются совпадения расчетной и экспериментальной зависимостей. Таким способом авторами работ [37, 66] с использованием многослойной структуры Ti—С получена дисперсия константы б для Ti в районе /(-края поглощения. [c.24]

Мы изложили элементарные основы интерференционного оптического измерения толщин пленок. В действительности этот простой, казалось бы, метод осложняется вследствие влияния некоторых других, трудно учитываемых факторов, например, наличия собственной окраски пленки, изменения условий интерференции вследствие наклонного падения лучей, наличия многократного внутреннего отражения луча в пленке и даже влияния степени аккомодирования (фокусировки) глаза наблюдателя. Все это понижает точность интерференционного метода и ограничивает его широкое применение. [c.32]

Наиболее интересным методом неразрушающего контроля полимерных материалов с помощью микрорадиоволн является фазовый, или интерференционный, метод. Основой интерференционного метода является СВЧ-интерферометр, принцип действия которого не отличается от оптического и заключается в измерении и сравнении фазы волны, прошедшей через образец или отраженной от него, с фазой волны, распространяющейся в свободном пространстве или в опорном плече интерферометра. Измеренный фазовый сдвиг позволяет определять показатель преломления и тангенс угла, диэлектрических потерь в полимерных материалах и в некотором диапазоне проводить измерение толщины. Показатель преломления и тангенс угла диэлектрических потерь связаны с технологическими параметрами и структурой исследуемых материалов. [c.29]

В последнее время в связи с развитием лазерной техники разрабатываются методы измерения полей деформаций сложных форм деталей на основе голографического эффекта — способа получения пространственных объектов с использованием когерентногр освещения [11]. Исходной для анализа полей деформаций является интерференционная картина, характеризующая деформации объекта (детали) за время между двумя экспозициями и получаемая при наложении друг на друга голограмм с детали. Метод голографической интерферометрии широко применяют для измерения перемещений и деформаций в элементах конструкций (балок, пластин, лопаток, оболочек и пр.) под действием статических и динамических нагрузок, а также вследствие возникновения нестационарных температурных полей. [c.172]

Прежде чем перейти к рассмотрению собственно голографической интерферометрии, остановимся в гл. 2 на некоторых основных положениях дифференциальной геометрии и механики сплошных тел, а в гл. 3 — на принципах формирования изображения в голографии. В гл. 2 приводятся сведения, которые являются основой изложения всей книги. В гл. 3 рассматривается с одной стороны, получение исследуемых волновых фронтов, и, с другой стороны, детально. анализируются свойства изображения, в частности, аберрации, которые могут возникать, если оптическая схема, используемая при восстановлении, отлична от х ы регистрации. В этой же главе показано взаимопроникновение понятий механики и оптики. Затем в основной части книги — гл. 4 — исследуется процесс образования интерференционной картины, обусловленной суперпозицией волновых полей, соответствующих двум данным конфигурациям объекта, и обратная задача — измерение деформаций объекта по данной интерференционной картине. В ней, во-первых, показано, как определяют порядок полосы, т. е. оптическую разность хода интерферирующих лучей, и как отсюда находят вектор смещения. Во-вторых, рассмотрены некоторые характеристики интерференционных полос, их частота, ориентация, видность и область локализации, которые зависят от первых производных от оцтйческой разности хода. Затем показано изменение производной от смещения (т. е. относительной деформации и наклона). В-третьих, определено влияние изменений в схеме восстаноэле ния на вид интерференционной картины и методы измерения. Наконец в гл. 5 кратко приведены некоторые возможные примеры использования голографической интерферометрии для определения производных высших порядков от оптической разности хода в механике сплошных сред, [c.9]

Наименьшими значениями п , как это следует из выражения (1.37), должны обладать чисто фторидные основы, а наибольшими — силикатные. Экспериментально измеренные значе1шя а для линейно-поляризованного спета у стекол различных составов представлены в табл. 1.11. Измерения проводились различными методами — по смещению интерференционных полос [116—118], по двулучепре-ломлению [119], по определению критической мощности самофокусировки [110—1201 и другими, на которых мы здесь останавливаться не будем. Отметим только, что разные методы измерения Лг дают за.метную разницу в результатах. Однако от1юсительные значения Пг, полученные одним и те.м же методом, по-видимому, заслуживают доверия. [c.51]

Современная техника измерений сложилась в результате длительного развития методов и средств измерений на основе учения об измерениях — метрологии. Ускоренный прогресс техники измерений начался во второй половине XVIII в. и был связан с развитием промышленности. Повышение точности и производительности измерительных приборов происходило благодаря использованию новых принципов измерений, основанных на достижениях науки и техники. Первые приборы для высокоточных линейных измерений — компараторы для сравнения штриховых мер — были созданы в 1792 г. Промышленное производство инструментов для абсолютных измерений — штангенциркулей — организовано в 1850 г., а микрометров — в 1867 г. В конце XIX в. получили широкое распространение сначала нормальные, а затем предельные калибры, появились концевые меры длины. Механические приборы, предназначенные для относительных измерений, резко повысили точность в 1890 г. разработаны рычажные, затем зубчатые и рычажнозубчатые измерительные головки, в 1937 г. — пружинные измерительные головки. С 20-х гг. нашего столетия быстро развиваются оптико-механические приборы оптиметры созданы в 1920 г., интерференционные приборы — в 1923 г., универсальный микроскоп и измерительные машины — в 1926 г., проекторы — в 1930 г. В [c.4]

В предыдущей лекции мы рассмотрели опыт Юнга как типичный пример интерференционных опытов, в основе которых лежит измерение корреляционной функции первого порядка. Аналогичный характер имеют все прежние интерференционные опыты. В лекции 2 мы рассмотрели некоторые новые эксперименты принципиально другого типа, а именно интерферометрические опыты Хэнбери Брауна и Твисса, в которых измерялась корреляционная функция поля второго порядка. Мы дали простой классический анализ причин появления интерференционных колец в интерферометре, когда поле возникает от двух источников с малым угловым расстоянием. Представляет интерес исследовать происхождение тех же колец методами квантовой механики. [c.55]

В голографической интерферометрии диффузно отражающих объектов выбором углов наклона освещающего излучения и направления наблюдения (фотографирования) восстановленного изображения изменялась чувствительность к измерению отдельных проекций вектора перемещения, а пространственная фильтрация объектного волнового фронта использовалась для повышения контраста интерференционных полос и получения изотет (линий равного значения) проекции вектора перемещения, нормальной к поверхности объекта. Преобразование волнового фронта, отраженного от объекта, за счет смещения освещающего источника, изменения его длины волны или применения иммерсионной жидкости лежит в основе голографических методов получения интерференционных контурных карт рельефа поверхности. Различные преобразования волнового фронта нашли широкое применение в спекл-интерферометрии, где их применение впервые позволило получать изотеты тангенциальной проекции вектора перемещения с переменной чувствительностью [78]. [c.114]

Заканчивая этот краткий обзор различных электромагнитных волн, следует отметить разницу между физической оптикой, изучению которой посвящена эта книга, и физиологической оптикой, не рассматриваемой здесь. В некоторых случаях различие между ними очевидно если ввести в дугу соль натрия и разложить ее излучение в спектр призмой или дифракционной решеткой, то мы увидим на экране ярко-желтый дублет. То, что длины волн этих линий равны 5890—5896 А, нетрудно установить измерениями, целиком относящимися к методам физической оптики. Но вопрос о том, почему эти линии кажутся нам желтыми, нельзя решить в рамках этой науки, и он относится к физиологической оптике. Конечно, проведение столь четкой границы между ними дЕ1леко не всегда возможно, и иногда трудно решить, имеем ли мы, например, дело с истинной интерференционной картиной или с кажущимися глазу полосами, возникновение которых связано с явлением контраста, и т. д. Некоторые интересные данные по физиологической оптике содержатся в лекциях Р.Фейнмана, который счел возможным сочетать изложение этих вопросов с основами физической и геометрической оптики. [c.14]

Развитие когерентной оптики и голографии, в частности, голографии сфокусированных изображений, естественным образом привело к возникновению нового направления исследований и приложений, получившего название "оптика спеклов . Основу оптики спеклов составляет спекл-ин-терферометрия - совокупность методов интерференционных измерений, базирующихся на двухэкспозиционной регистрации спекл<труктур (картин лазерной пятнистости) в плоскости изображения оптической системы. [c.11]

С точки зрения практического использования перспективными для голографии изображений представляются методы хранения и обработки опти-ческсй информации, микроскопия, в том числе интерференционная, измерение смещений и деформаций на основе голографической и спекл41итерферо-метрии, а также реализация голографического кинофильма. [c.217]

Да, в лаборатории радиоэлектронных методов дистанционного исследования биологических объектов ИРЭ, где побывал Р, Сворень, самыми сверхчувствительными средствами измерений были датчик СКВИД — сверх-проводниковый квантовый интерференционный детектор магнитного поля — и магнитометр на его основе. СКВИД состоит из знакомого нам сверхпроводящего кольца в сосуде Дьюара с жидким гелием, имеющего один или два джозефсоновских перехода (например, в виде иголочек, острием упирающихся в плоские контакты). Квантовый магнитометр со СКВИДом фиксирует магнитное поле порядка 10 Э (эрстед). Напряженность земного магнитного поля примерно в 600 млрд. раз больше. Чувствительность СКВИДа и напряженность геомагнитного поля отличаются друг от друга так же, как толщина волоса 0,01 мм и расстояние от Москвы до Хабаровска. [c.80]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...